Шмакова Марина готовит книгу по математическому моделированию движения воды и наносов.

Обычно модели основаны на классической эмпирической формуле Шези и на классическом уравнении Сен-Венана.

Недостатки формулы Шези давно известны. Ясно, что коэффициент Шези - это коэффициент незнания в соотношении между основными параметрами потока: глубиной, скоростью и уклоном.

Плохо то, что коэффициент Шези не только не константа, и даже не известная функция от мифической шероховатости, а каким-то странным, непостижимым образом связана со многими-многими параметрами.

Те, кто изучают сопротивление, заняты поисками разных связей коэффициента Шези и коэффициента шероховатости с какими-либо приглянувшимися параметрами.

Некоторые даже пытаются связывать Шези с самими параметрами потока - с теми же скоростью, глубиной и уклоном. При этом куда-то теряется мысль о том, что коэффициент незнания Шези как раз связывает эти параметры. Вы заметили? перечитайте!

Доходит до глубоконаучных выводов, например, что если измерить глубину, скорость и уклон потока, то можно определить коэффициент Шези.

Но модель Марины Шмаковой основана не на этом, это я увлекся критикой Шези.

Предлагаемая модель основана на рассмотрении баланса всех сил, которые действуют в потоке. Производится совместный расчет переменных состояния водного потока и движущихся наносов.

Теперь "коэффициент незнания" становится другим - он переходит на уровень взаимодействия потока и наносов.

Но важно то, что коэффициент разделен на 2 части. И таким образом, мы более полно начинаем описывать взаимодействие.

Вообще, давно напрашивается деление сопротивления на несколько частей. Уверен, что такое деление будет выполнено уж точно не в рамках заданной структуры формулы Шези.

Вместо того, чтобы бесконечно уточнять коэффициенты в неверной структуре Шези необходимо перейти на новое рассмотрение вне рамок Шези. Видите, интересно, что Марине, при уходе от Шези, сразу удалось разделить взаимодействие (сопротивление) на две части.

Ясно, что на этом нельзя останавливаться. Взаимодействие потока, дна и наносов логично разделить на несколько вкладов как жидкой части, так и дна:

1) массовый вклад жидкости (глубина не может быть бесконечно малой),

2) вклад ламинарного движения,

3) вклад турбулентного движения (пока все это, и не только, смотри далее - схлопнуто в один коэффициент).

Далее вклад русла и наносов: 4) сопротивление частиц грунта (интересно рассмотреть вклад взвешенных наносов и влекомых наносов; кстати, в Марининой модели, наоборот, насильного деления наносов нет, они подразделяются автоматически от соотношения параметров),

но мы пойдем далее - 5) вклад гряд (о грядах не вспоминается ни в Шези, ни пока у Марины),

6) поперечная форма русла,

7) растительность - это пока учитывается в виде поправочных коэффициентов,

8) плановая форма русла и т.д.

Таким образом, вместо одного коэффициента, в котором скрыто в кучу все, должно быть 8 или более коэффициентов. Эти коэффициенты должны быть независимы.

При этом модель (под этим я понимаю концептуальное описание реальности, которую потом можно поддержать костылем математизации) будет более управляема.

Кстати, в природе так и есть.

Важно, что главного фактора нет. В том смысле, что нет намертво закрепленного главного фактора, он в каждом случае разный.

И, напротив, многие факторы могут быть настолько малы в разных случаях, что их можно не учитывать. И это ясно. Важно другое - что в разных случаях ничтожным будет влияние разных факторов. Ясно ли я выражаюсь?

Так вот многопараметрическая модель сопротивления будет более приспособлена к нашему описанию гидравлики потока и движения наносов.

А сейчас один бедный коэффициент Шези несет на себе весь гнет неблагодарной ответственности.

Мне это напоминает ситуацию в наших родных русловых процессах, где ГГИшники давно пытаются насадить на одну ось все известные им 7 типов русловых процессов. Потом у них появляется идея, что эта ось не та, предлагают другую, затем третью. Правда, насаживают на эти оси все те же типы...

Подумать о том, что руслоформирующих факторов может быть несколько, и что действовать они могут независимо, и что роль их в разных случаях может быть разная - как-то у них не получается.

Ведь, как растиражировано: "все многообразие русловых процессов сводится к 7 типам русловых процессов", а "русловой процесс - это изменения русла и поймы, постоянно происходящие под воздействием текущей воды".

На самом деле, природа многообразна как в проявлении схем деформаций русел, так и в руслоформирующих факторах.

Я отвлекся от работы Марины Шмаковой. Много написал не о работе Марины, а о моем понимании задетых вопросов.

Завтра, 2 марта, Марина докладывается в РГГМУ. Пойду, послушаю.

Всего Вам доброго! Успехов в познании рек!

Александр Кондратьев. Русловед. ancondratyev@peterlink.ru Сайт http://rusloved.ru

В письмах, пожалуйста, используйте информативный Subj (чтобы не ушло в корзину),
а также указывайте: "в рассылку" или "ни в коем случае не в рассылку".
При отсутствии указания я поступаю по своему усмотрению.

Рассылка
''Русловые процессы''
Выпуск № 73(104). 1 марта 2010 г.
Сайт ''Русловые процессы'' http://rusloved.ru/

Инженерные изыскания и
профессиональный прогноз
русловых процессов