АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Гидрологические и физико-географические характеристики бассейна
реки Томь и участка моделирования 5
1.1 Географическое положение 5
1.2 Геологическое строение и рельеф 6
1.3 Климат 7
1.4 Почвы 9
1.5 Растительность 9
1.6 Гидрометеорологическая изученность 9
2 Теоретические основы и практика изучения ледовых заторов 12
2.1 Понятие затора льда 12
2.2 История изучения заторов в г. Томск 13
2.3 Методы моделирования заторов 15
3 Моделирование затора льда 18
3.1 HEC-RAS 18
3.2 Исходные данные 21
3.3 Построение модели 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А Модели кривой свободной поверхности с затором льда 41
Тема настоящей выпускной квалификационной работы представляется в высокой степени целесообразной ввиду не уменьшающейся, а по некоторым признакам даже растущей, опасности возникновения серьёзных заторов льда в г. Томске, как ввиду изменяющегося климата, так и ввиду антропогенных изменений в пойме и русле реки (интенсивная застройка левобережной поймы в черте города, планы по строительству третьего моста через реку, планы по завершению строительства Крапивинского гидроузла в Кемеровской области, что неизбежно скажется в том числе и на ситуации с заторами льда в г. Томске).
Современное состояние проблемы изучения заторов льда в г. Томске характеризуется в основном наличием определённого количества исследовательских работ по статистическому и аналитическому описанию условий и последствий заторообразования. Однако работы, посвящённые гидравлическому моделированию на основе данных полевых измерений и наблюдений, представлены крайне мало.
Исходные данные для написания настоящей работы включают:
• архивные данные гидрологических наблюдений (среднесуточные уровни и расходы воды, измеренная толщина льда) на двух постах в г. Томске (данные Государственного водного реестра, как опубликованные в виде печатных изданий, так и доступные в электронном виде через АИС ГМВО);
• цифровую модель рельефа, построенную на основе данных полевых измерений (топографические и русловые съёмки) и оцифровки крупномасштабных карт и планов г. Томска;
• таблицы рекомендованных значений коэффициентов шероховатости русла, поймы и нижней поверхности льда (взяты из официального руководства пользователя HEC-RAS 6.6).
В ходе написания выпускной квалификационной работы было составлено физико-географическое описание бассейна реки Томь и участка моделирования.
Рассмотрена история наблюдения и изучения заторных явлений на реке Томь в черте города Томска.
Собрана информация по расходам, уровням воды до и после вскрытия реки, а также по максимальной и последней наблюденной толщине льда.
В программе HEC-RAS 6.6 удалось создать одномерную гидравлическую модель участка реки Томь в черте г. Томска. Смоделированы двадцать вариантов кривой свободной поверхности с затором льда при различных параметрах льда и сценариях стока воды.
В программе HEC-RAS 6.6 была произведена калибровка модели по известным уровням воды при заданном расходе.
