ТРАНСПОРТ НАНОСОВ В РЕКАХ: ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ДОННЫХ ГРЯД ОТ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ФАКТОРОВ

Проблема, исследуемая в рамках настоящей работы, посвящена совершенствованию модели транспорта русловых наносов в реках. Отмечается, что к настоящему времени на практике используетсябольшое количество различных формул, предназначенных для вычисления расхода донных наносов в реках, однако надежность русловых прогнозов, выполняемых с использованием аппарата математического моделирования, по-прежнему остается достаточно низкой. Качество результатов, полученных при создании и верификации численных моделей расхода русловых наносов в реках, в значительной степени зависит от надежности используемых натурных данных. Подчеркивается, что традиционные способы измерения расхода наносов донными батометрами, применяемыми ранее при проведении наблюденийна гидрометеорологических станциях и постах Росгидромета, имеют достаточно большую погрешность. Обращается внимание на то, что необходимо развивать используемую базу данных, ориентируясь на другие, более точные способы измерений. Такая работа в течение длительного времени проводилась Государственным гидрологическим институтом. Отмечается, что данное направление исследований, основанное на использовании методики расчета расхода русловых наносов с использованием параметров донных гряд, может объективно привести к повышению качества прогнозов русловых переформирований на реках. С этой целью необходимо исследовать зависимости параметров донных гряд и скорости их перемещения от основных определяющих факторов. Полученные в настоящей работе с использованием аппарата многомерного регрессионного анализа зависимости параметров донных гряд: высоты гряды, длины гряды и скорости перемещения донных гряд, а также формула расхода донных наносов от определяющих факторов речного потока, были протестированы на основе материалов натурных и лабораторных измерений. Отмечается, что новые результаты дают возможность повысить качество и надежность моделирования транспорта наносов в естественных русловых потоках и могут быть рекомендованы для использования в расчетной практике.

морфометрические характеристики русла, скорость течения воды, расход воды, транспорт наносов, расход наносов, параметры донных гряд, число Фруда, коэффициент Шези, русловые переформирования

1. Чалов Р. С. Русловедение: теория, география, практика / Р. С. Чалов. - Т. 1: Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. - М.: Изд-во ЛКИ, 2008. - 608 с.

2. Чалов Р. С. Там же. - Т. 2: Морфодинамика речных русел. - М.: КРАСАНД, 2011. - 960 с.

3. Чалов Р. С. Структурные уровни и морфодинамическая классификация русловых разветвлений / Р. С. Чалов, С. Р. Чалов // Водные ресурсы. - 2020. - Т. 47. - № 3. - С. 259-271. DOI: 10.31857/S0321059620030049.

4. Клавен А. Б. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса / А. Б. Клавен, З. Д. Копалиани. - СПб.: Нестор-История, 2011. - 544 с.

5. Гладков Г. Л. Гидроморфология русел судоходных рек: моногр. / Г. Л. Гладков, Р. С. Чалов, К. М. Беркович. - 2 изд., стер. - СПб.: Изд-во «Лань», 2019. - 432 с.

6. Zaitsev A. A. Using computer modelling for regulation of sediment transport under hydraulic structures on a large river / A. A. Zaitsev, V. V. Belikov, A. N. Militeev // IAHS Proceedings and Reports. - 2004. - Vol. 288. - Pp. 386-394.

7. Belikov V. V. On the Effect of the Froude Number and Hydromorphometric Parameters on Sediment Transport in Rivers / V. V. Belikov [еt al]. - 2019. - Vol. 46. - Is. 1. - Pp. S20-S28. DOI: 10.1134/S0097807819070029.

8. Гришанин К. В. Динамика русловых потоков / К. В. Гришанин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 311 с.

9. Гришанин К. В. Гидравлическое сопротивление естественных русел / К. В. Гришанин. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 182 с.

10. Гладков Г. Л. Гидравлическое сопротивление движению воды и транспорт наносов в реках / Г. Л. Гладков, М. В. Журавлев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 6. - С. 1044-1055. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-1044-1055.

11. Гладков Г. Л. Исследование зернистой шероховатости дна речных русел / Г. Л. Гладков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 2. - С. 333-346. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-336-346.

12. Stricler A. Beitrage zur Frage der Gesсhwindigkeitsformel und der Rauchigkeitszahlen für Strome, Kanale und geschlossene Leitungen / A. Stricler // Mitteilungen des eidgenössischen Amtes für Wasserwirtschaft. - 1923. - № 16.

13. Зегжда А. П. Гидравлические потери на трение в каналах и трубопроводах / А. П. Зегжда. - Л.; М.: Госстройиздат, 1957. - 276 с.

14. Griffiths G. A. Flow resistance in coarse gravel bed rivers / G. A. Griffiths // Journal of the Hydraulics Division. - 1981. - Vol. 107. - Is. 7. - Pp. 899-918.

15. Gladkow G. L. Modelliеrung des Geschiebetransports mit unterschiedlicher Korngröße in Flüssen / G. L. Gladkow, B. Söhngen // Mitteilungsblatt der Bundesanstalt für Wasserbau. - Karlsruhe: Bundesanstalt für Wasserbau, 2000. - Nr. 82. - Pp. 123-130.

16. Самохвалова О. А. Оптимизация методов расчета донных наносов с учетом гидравлических параметров рек: дис. … канд. техн. наук / О. А. Самохвалова. - СПб.: Государств. гидрологический ин-т, 2018. - 252 с.

17. Кондратьев Н. Е. Основы гидроморфологической теории руслового процесса / Н. Е. Кондратьев, И. В. Попов, Б. Ф. Снищенко. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 272 с.

18. Самохвалова О. А. Дифференцированный подход к расчету расхода донных наносов в реках / О. А. Самохвалова // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-2. - С. 269.