Моделирование русловых процессов в створе канала

Сформулирована математическая модель эрозии берегового склона песчаного канала, происходящей под действием проходящей паводковой волны. Модель включает в себя уравнение движения квазиустановившегося гидродинамического потока в створе канала. Движение донной и береговой поверхности русла определяется из решения уравнения Экснера, которое замыкается оригинальной аналитической моделью движения влекомых наносов. Модель не содержит в себе феноменологических параметров, учитывает транзитные, гравитационные и напорные механизмы движения донного материала. Движение свободной поверхности гидродинамического потока определяется из интерполяции экспериментальных данных. Модель учитывает изменения средней по створу турбулентной вязкости при изменении створа канала. Исследовано влияние квазиустановившегося гидродинамического потока на потерю массы в створе канала. Введен критерий для определения неравновесности руслового потока. Показано, что для моделирования деформаций створа в данном случае необходимо учитывать ненулевой градиент движения наносов вдоль оси канала. Проведены численные расчеты, демонстрирующие качественное и количественное влияние данных особенностей на процесс определения турбулентной вязкости потока и эрозию берегового склона русла. Сравнение данных по береговым деформациям, полученных в результате численных расчетов, с известными лотковыми экспериментальными данными показали их хорошее согласование.