Purpose. The work consists in developing a mathematical model to study the flooding processes in the Don delta during extreme surges.
Methods and Results. The level fluctuations in the Taganrog Bay are calculated based on solving a system of equations for long waves in a homogeneous incompressible fluid in the Coriolis force field. The problem is solved by the finite-difference methods at the high-performance computing systems. The algorithm for determining the area of the Don delta flooding in the process of a surge is given. It is based on comparing the heights of the delta area to the water level and on taking a decision whether to flood or drain a computational cell. The calculation results are compared to the water level values observed at the gauging station, and are also displayed as a map diagram of the flooded area.
Conclusions. The proposed model should be applied in case of the extreme surges when a significant delta area is flooded. The model makes it possible to calculate accurately the hydrodynamic parameters of a flow including the magnitude of water level difference. The proposed algorithm determining whether flooding or draining is required for a computational domain, permits to reveal the areas in the Don delta where flooding depends on the wind conditions.
Цель. Создана математическая модель для исследования процесса затопления дельты Дона при экстремальных нагонах.
Методы и результаты. Расчеты колебаний уровня в Таганрогском заливе основываются на решении системы уравнений для длинных волн в однородной несжимаемой жидкости в поле силы Кориолиса. Задача решается конечно-разностными методами на высокопроизводительных вычислительных системах. Приводится алгоритм определения области затопления дельты Дона в процессе нагона. Алгоритм основан на сравнении высот местности в дельте с величиной уровня воды и принятии решения о затоплении или осушении расчетной ячейки. Результаты расчета сравниваются со значениями уровня воды на гидропосте, а также выводятся в виде карто-схемы затопленной области.
Выводы. Предлагаемую модель следует применять в случае экстремальных нагонов, когда затапливается значительная часть дельтовой области. Данная модель позволяет достаточно точно рассчитывать гидродинамические параметры течения, в том числе величину перепада уровня воды. Предложенный алгоритм определения затопления или осушения расчетной области позволяет устанавливать места подтопления дельты Дона в зависимости от ветровой ситуации.