Науковий вісник НГУ

Комп’ютерне моделювання затоплення території при виникненні надзвичайної ситуації на Середньодніпровській ГЕС

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2022

Останнє оновлення: 28 грудня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1794

Authors:

Д.В.Іванов, orcid.org/0000-0001-8660-0928, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.В.Гнатушенко*, orcid.org/0000-0003-3140-3788, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Ю.Каштан, orcid.org/0000-0002-0395-5895, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.М.Гаркуша, orcid.org/0000-0003-1190-1501, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

^* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (6): 123 - 128

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/123

Abstract:

Мета. Комп’ютерне моделювання зони затоплення прилеглої території при виникненні надзвичайної ситуації на Середньодніпровській гідроелектростанції (ГЕС).

Методика. Комп’ютерна модель можливого затоплення прилеглої території на Середньодніпровській ГЕС побудована на основі методів імітаційного моделювання, геометричного й гідрологічного підходів і враховує початкові граничні умови гідровузла. Здійснено розрахунок висоти хвилі прориву й половинного ділення площі перерізу русла ріки та побудована тривимірна модель затоплення території з використанням мови Python і програмного забезпечення ArcGIS Desktop.

Результати. Розраховані дані по кожному створу гідровузла, а саме глибина й ширина території, що затоплюється. Це дозволило провести аналіз на макрорівні з урахуванням тріангуляційної моделі поверхні. Були враховані параметри хвилі прориву та стулок (перетинів) у разі прориву дамби гідроелектростанції або підвищення рівня води. Розроблена математична модель, побудована 3D-модель і здійснене прогнозування зони затоплення внаслідок надзвичайної ситуації з використанням даних супутникової зйомки.

Наукова новизна. Отримав подальший розвиток математичний метод розрахунку зон затоплення територій при виникненні надзвичайних ситуацій на Середньодніпровській ГЕС з урахуванням параметрів хвилі прориву й розрахунку створів (перетинів) у разі прориву дамби гідроелектростанції або підвищення рівня води на основі одновимірних і двовимірних систем рівнянь Сен-Венана, геометричного й гідрологічного підходів. Розроблена тривимірна модель затоплення території для прогнозування можливих наслідків.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для моделювання затоплення територій, що знаходяться в безпосередній близькості до небезпечних гідротехнічних об’єктів, таких як дамби, греблі, та ін., а також прогнозування територій, що затоплюються при будівництві дренажних і захисних споруд.

Ключові слова: імітаційне моделювання, 3D-модель, зона затоплення, хвиля прориву, площа перерізу, гідротехнічна споруда

References.

1. Thapa, B., Watanabe, T., & Regmi, D. (2022). Flood Assessment and Identification of Emergency Evacuation Routes in Seti River Basin, Nepal. Land, 11, 82. https://doi.org/10.3390/land11010082.

2. Mozgovoy, D., & Hnatushenko, V. (2020). Information Technology of Satellite Image Processing for Monitoring of Floods and Drought. In Shakhovska, N., & Medykovskyy, M. (Eds.). Advances in Intelligent Systems and Computing IV. CCSIT 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, 1080. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-33695-0_32.

3. Mohr, S., Ehret, U., Kunz, M., Ludwig, P., Caldas-Alvarez, A., Daniell, J. E., …, & Wisotzky, C. (2022). A multi-disciplinary analysis of the exceptional flood event of July 2021 in central Europe. Natural Hazards and Earth System Sciences. https://doi.org/10.5194/nhess-2022-137.

4. Hapich, H., Andrieiev, V., Kovalenko, V., Hrytsan, Yu., & Pavlychenko, A. (2022). Study of fragmentation impact of small riverbeds by artificial waters on the quality of water resources. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 185-189. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-3/185.

5. Wang, Z., Sun, Y., Li, C., Jin, L., Sun, X., Liu, X., & Wang, T. (2022). Analysis of Small and Medium–Scale River Flood Risk in Case of Exceeding Control Standard Floods Using Hydraulic Model. Water, 14, 57. https://doi.org/10.3390/w14010057.

6. Urzică, A., Mihu-Pintilie, A., Stoleriu, C., Cîmpianu, C. I., Hutanu, E., Pricop, C. I., & Grozavu, A. (2020). Using 2D HEC-RAS Modeling and Embankment Dam Break Scenario for Assessing the Flood Control Capacity of a Multi-Reservoir System (NE Romania). Water, 13(1). https://doi.org/10.3390/w13010057.

7. The war increases the risks of emergency situations at hydroelectric power plants. Retrieved from http://epl.org.ua/wp-content/uploads/2022/04/Novyna-GES-10504.pdf.

8. Tschiedel, A., Paiva, R., & Fan, F. (2020). Use of large-scale hydrological models to predict dam break-related impacts. Scientific/Technical Article, RBRH 25. https://doi.org/10.1590/2318-0331.252020190128.

9. Szydłowski, M., Szpakowski, W., & Zima, P. (2013). Numerical simulation of catastrophic flood: The case study of hypothetical failure of the Bielkowo hydro-power plant reservoir. Acta Geophysica, 61(5). https://doi.org/10.2478/s11600-013-0104-6.

10. Sulaiman, S., Abdullah, H., Al-Ansari, N., Laue, J., & Yaseen, Z. M. (2021). Simulation Model for Optimal Operation of Dokan Dam Reservoir Northern of Iraq. International Journal of Design & Nature and Ecodynamics, 16(3), 301-306. https://doi.org/10.18280/ijdne.160308.

11. Nogherotto, R., Fantini, A., Raffaele, F., Di Sante, F., Dottori, F., Coppola, E., & Giorgi, F. (2022). A combined hydrologicaland hydraulic modelling approach for the floodhazard mapping of the Po river basin. Journal of Flood Risk Management, 15(1). https://doi.org/10.1111/jfr3.12755.

12. HERE Maps API. Retrieved from https://developer.here.com/documentation#services.

13. George Z. Forristall (2017). Wave and Crest Height Distributions. Encyclopedia of Maritime and Offshore Engineering. https://doi.org/10.1002/9781118476406.emoe080.

14. Kashtan, V., Hnatushenko, V., Hnatushenko, Vik., Reuta, O., & Udovyk, I. (2021). Voxel Approach to the Shadow Formation Process in Image Analysis. The 11^th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAASC), Cracow, Poland, (pp. 33-37). https://doi.org/10.1109/IDAACS53288.2021.9660909.

• < Попередня
• Наступна >