伏尔加河水文情势的计算机模拟：蓄水坝最优选址问题

我们研究了伏尔加河上阿赫图巴左汊起始处（伏尔加河水电站大坝以南 7 km）一座特殊水坝的最优选址。我们认为，新建一座蓄水坝可以解决伏尔加-阿赫图巴河漫滩因下伏尔加河过度调节而导致春季洪水期水量不足的关键问题。通过数值积分圣维南方程组，我们研究了伏尔加-阿赫图巴河漫滩北部区域的水动力学，并考虑了其实际地形。结果，我们得到了在给定的伏尔加河水电站水流量（即表征单位时间水流量的所谓流量过程线）下，春季期间流入阿赫图巴河的水量 $V_A$。通过改变蓄水坝的位置 $x_d, y_d$，我们获得了不同的 $V_A (x_d, y_d)$ 值以及洪水期间该区域不同的水流空间结构。梯度下降法为我们提供了使 ${V_A}$ 最大化的水坝坐标。这种水坝选址方法使我们找到了最优解，使得 $V_A$ 值增加了 2 倍。我们的分析表明，数值模拟在水工领域具有良好的潜力。