Калибровка модели производилась в установившемся режиме течения. На стадии калибровки и проверки моделируются режимы течения, для которых имеются данные реальных наблюдений, и значения расчетных уровней и расходов сравниваются с этими данными. Расхождения компенсируются заданием других значений шероховатостей, коэффициентами расходов для сооружений, изменением коэффициентов потерь. После внесения изменений вновь проводятся вычисления. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен удовлетворительный результат с точки зрения расхождения с реальными данными. После того, как модель откалибрована, могут проводиться исследовательские расчеты с различными входными параметрами. Модель впоследствии может изменяться с целью изучения влияния различных факторов [8-10].

Результаты и обсуждение. Для вывода результатов расчетов в графической и табличной форме использовались модуль General Profile Plot и другие сервисные программы.

Неустановившееся движение потока в системе HEC-RAS моделировалось с помощью серии расчетов с изменяющимися входными параметрами. Данные расчеты позволяют учесть и спрогнозировать волновой характер движения воды в каналах системы. Для расчета неустановившегося движения был определен временной интервал, на котором будут производиться расчеты, шаг, с которым будут происходить итерации, и задано изменение входных параметров модели для выбранного интервала времени. Входные параметры заданы с помощью временных серий, представляющих собой таблицу из двух столбцов: время и значение параметра.

Рисунок 5 Расчетная схема Лиманской оросительной системы

Рисунок 6 Поперечное сечение канала (14-й водный тракт) в модели

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(25), 2017 г., [190-206]

15

В ходе работы были получены кривые свободной поверхности воды при различных расходах воды в каналах Лиманской ООС.

На рисунке 7 показана расчетная кривая свободной поверхности для канала 14-й водный тракт при расходе воды 27 м³/c.

Рисунок 7 Расчетная кривая свободной поверхности для канала (14-й водный тракт)

Полученные результаты моделирования показали хорошую сходимость с данными наблюдений. Отличие расчетных уровней воды от фактически наблюденных не превысило 0,1 м. Причем на большем протяжении каналов разница между расчетными и наблюденными значениями уровней воды не превышает нескольких процентов.

Выводы

Применение современных технологий обработки данных и математического моделирования позволяет существенно улучшить информационную поддержку принятия решений в области управления мелиоративными системами.

В ходе выполнения работ были достигнуты следующие результаты:

- собраны сведения о существующей структуре и режимах работы Лиманской ООС;

- создана ГИС Лиманской ООС, являющаяся основным инструментом накопления и обработки данных;

- разработана компьютерная гидравлическая модель функционирования каналов Лиманаской ООС;

- с помощью модели исследованы различные гидравлические режимы работы каналов Лиманской ООС, построены кривые свободной поверхности воды при различных расходах воды в каналах оросительной системы;

- полученные результаты моделирования показали хорошую сходимость с данными наблюдений, при этом отличие расчетных уровней воды в каналах от фактически наблюденных не превысило 0,1 м.

Разработанная технология повышения эффективности функционирования Лиманской ООС направлена на выявление проблем при ее эксплуатации, разработку конкретных мероприятий и может быть применена также на других ООС.

Список использованных источников

1 Развитие орошения в Южном федеральном округе для обеспечения гарантированной кормовой базы животноводства: научное издание / Л. В. Кирейчева [и др.]. М., 2009. 152 с.

2 Криулин, К. Н. Мелиорация земель. Эксплуатация и автоматизация гидромелиоративных земель: конспект лекций / К. Н. Криулин. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. 95 с.

3 Совершенствование управления каскадом волжских водохранилищ на основе гидродинамических моделей и ГИС-технологий / А. О. Щербаков [и др.]. // Мелиорация и водное хозяйство. 2002. № 2. С. 8-12.

4 Graser, A. Learning QGIS / A. Graser. Third Edition: Packt Publishing, 2016. 210 p.

5 Sherman, G. The PyQGIS Programmer's Guide: extending QGIS 2.x with Python / G. Sherman. Published by Locate Press LLC, 2014. 200 p.

6 Пряжинская, В. Г. Компьютерное моделирование в управлении водными ресурсами / В. Г. Пряжинская, Д. М. Ярошевский, Л. К. Левит-Гуревич. М.: Физматлит, 2002. 496 с.

7 Шаров, И. А. Эксплуатация гидромелиоративных систем / И. А. Шаров. 3-е изд., испр. и доп. М.: Колос, 1967. 384 с.

8 Кучмент, Л. С. Математическое моделирование речного стока / Л. С. Кучмент. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 192 с.

9 Беликов, В. В. Численное моделирование кинематики потока на участке неразмываемого русла / В. В. Беликов, А. А. Зайцев, А. Н. Милитеев // Водные ресурсы. 2001 - Т. 28. № 6. С. 701-710.

10 Беликов, В. В. Численные исследования при решении гидравлических задач / В. В. Беликов, С. В. Ковалев // Гидротехническое строительство. 2009. № 8. С. 61-67.