Заварзин Руслан Витальевич — младший научный сотрудник
198035, г. Санкт-Петербург, 2я линия В. О., 23
Zavarzin, Ruslan V. — junior researcher
23 2nd line of Vasilyevsky Island, St. Petersburg, 199004
Католиков Виктор Михайлович — кандидат технических наук, профессор
198035, г. Санкт-Петербург, 2я линия В. О., 23
Katolikov, Viktor M. — PhD, professor
23 2nd line of Vasilyevsky Island, St. Petersburg, 199004
В настоящей работе объектом исследования является грядовая форма движения донных наносов в руслах равнинных судоходных рек. Отмечается, что объективная оценка расхода донных наносов важна при рассмотрении морфологии рек, проведении дноуглубительных и выправительных работ для обеспечения условий судоходства, а также при строительстве различных инженерных сооружений. В представленной работе выполнен анализ современных методов измерения расхода наносов по параметрам гряд. Учитывая недостатки и ограничения существующих методов измерения, предложен новый метод измерения расхода донных наносов. Отличительной чертой предлагаемого метода является использование параметра средней мощности слоя подвижного материала при определении расхода наносов. Данный параметр является отношением площади подвижного материала к длине слоя подвижного материала. По сути, подвижным материалом являются донные гряды, выделенные после проведения фильтрации малых выступов дна. Подчеркивается, что преимуществом предлагаемого метода является использование параметра средней мощности слоя подвижного материала, благодаря чему при вычислении расхода учитываются все гряды, выделенные на продольном профиле. Благодаря использованию площадной характеристики гряд становится возможным определение расхода донный наносов в реках с донным рельефом, состоящем из дефицитных гряд. Для подтверждения эффективности данного метода в Русловой лаборатории Государственного гидрологического института была проведена серия экспериментов в гидравлических лотках с песчаным подвижным дном. Русловой рельеф состоял из трехмерных гряд. Режим течения в лотке был приближен к режиму в руслах равнинных судоходных рек. Исследования подтвердили, что даже при такой сложной трехмерной структуре руслового рельефа применяемый метод является весьма точным по сравнению с другими известными методами.
The object of the study in this paper is the dunes form of transport of bed load in the channels of lowland navigable rivers. An accurate assessment of the bed load discharge is important when considering river morphology, conducting dredging and river regulation works to ensure navigational conditions, as well as when designing various engineering structures. This paper analyzes modern methods for measuring bed load discharge based on dune parameters. Considering the identified shortcomings and limitations of existing measurement methods, a new method for measuring bed load discharge is proposed. A distinguishing feature of the proposed method is the use of the average depth of the layer of moving material when determining bed load discharge. This parameter is defined as the ratio of the area of the moving material to the length of the moving material layer. Essentially, the moving material consists of dunes identified after filtering out minor bottom protrusions. The advantage of this method lies in using of the average depth of the moving material layer, which allows for all the dunes identified in the longitudinal profile to be accounted for when calculating the bed load discharge. The use of areal dune characteristics also enables the determination of bed load discharge in rivers where the bottom relief consists of deficit dunes.To confirm the effectiveness of this method, a series of experiments were conducted in the Channel Laboratory of the State Hydrological Institute in hydraulic flumes with a movable sand bed. The channel bedforms consisted of three-dimensional dunes. The flow regime in the flume was adjusted to replicate conditions typical of lowland navigable rivers. The experiments confirmed that even with the complex three-dimensional structure of the channel bedforms, the proposed method is highly accurate compared to existing methods.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.