Введение
Глава 1. Существующие методы одномерного математического моделирования плавноизменяющегося движения воды в системах естественных и искусственных водотоков 9
1.1. Краткий обзор развития методов вычислительной гидравлики открытых русел 9
1.2. Математическое представление систем уравнений Сен-Венана, используемых в программах MIKE 11 и RIVER 13
1.3. Схематическое построение русла и описание, применяемых расчетных схем 17
1.4. Особенности методики построения поперечников, постановки начальных и граничных условий 25
1.5. Алгоритм решения для простых русел методом двойной прогонки 26
Глава 2. Создание одномерной математической модели водохранилища Чебоксарского гидроузла на участке р.Волги между Нижегородским гидроузлом и г.Нижним Новгородом 28
2.1. Общая характеристика Волжско-Камского каскада гидроузлов 28
2.2. Одномерная математическая модель Чебоксарского водохранилища, построенная по методике, применяемой в Техническом Университете им. Фридерисиана г.Карслруэ 34
2.3. Одномерная математическая модель Чебоксарского водохранилища, построенная по методике автора 43
Глава 3. Сравнение методологии одномерного и двумерного математического моделирования движения сложных течений в русле водотока и на пойме 56
3.1. Существующие методы описания движения воды на пойменных участках при помощи одномерных и двумерных уравнений 56
3.2. Методы описания системы двумерных уравнений Сен-Венана для плановых течений потоков в руслах рек с размываемым дном, используемых в программе FLOOD 62
3.3. Особенность расчетной схемы и алгоритм решения 63
3.4. Методика схематизации численной модели,
постановка начальных и граничных условий 66
3.5. Подбор коэффициента шероховатости в одномерной и двумерной моделях и его роль в калибровке численных моделей 67
Глава 4. Создание одномерной и двумерной математических моделей на участке р. Волги между Нижегородским гидроузлом и г.Нижним Новгородом для минимальных (меженных) и максимальных (паводковых) расходов и сравнение полученных результатов 70
4.1. Построение одномерной математической модели 70
4.2. Построение двумерной математической модели 70
Глава 5. Разработка специальных вопросов методологии использования ГИС-технологий в сочетании с численной гидродинамикой для решения задач гидротехники и водного хозяйства
5.1. Обзор изученности и состояния современных ГИС-технологий 86
5.2. Примеры использования ГИС-технологий в гидрологии, гидротехнике и экологии 96
5.3. Совершенствование методов подготовки топографических исходных данных средствами ГИС для численного моделирования движения воды в русле и на пойме на примере участка между Нижегородским гидроузлом и г.Нижним Новгородом 102
5.3.1. Основные методы сбора, обработки и хранения топографической информации 102
5.3.2. Понятие цифровой модели рельефа и принципы ее построения 109
5.3.3. Проблема интерполяции и способы ее решения 114
Глава 6. Сравнение различных методов построения интерполяционной поверхности 128
6.1. Построение интерполяционной поверхности методом билинейной интерполяции на основе триангуляционной сетки 128
6.2. Построение поверхности геостатистическим методом Кригинг 136
6.3. Построение поверхности методом геометрической интерполяции на основе ячеек Дирихле 143
6.4. Определение точности различных интерполяционных методов 145
Заключение 155
Список использованной литературы
