SEDIMENT TRANSPORT IN RIVERS: DEPENDENCE OF THE DUNES PARAMETERS ON THE DETERMINING FACTORS

The issue of improving the model of the transport of channel sediments in rivers is considered in the paper. To date, in practice, a large number of different formulas are used to calculate the discharge of bottom sediments in rivers. However, the reliability of channel forecasts carried out using the apparatus of mathematical modeling remains rather low. The quality of the results obtained during the creation and verification of numerical models of the discharge of channel sediments in rivers depends to a large extent on the reliability of the used field data. The traditional methods for measuring sediment discharge with bottom bathometers, which were previously used during observations at hydrometeorological stations and posts of Roshydromet, have a rather large error. It is necessary to improve the used database, focusing on other methods of measurement. Such work has been carried out in recent years by the State Hydrological Institute. This direction of research, based on the use of the methodology for calculating the discharge of channel sediments using the parameters of dunes, can objectively lead to increasing the quality of forecasts of channel transformations on rivers. For this purpose, it is necessary to study the dependence of the dunes parameters and the speed of their movement on the main determining factors. The dependences of the dunes parameters - the height, the length and the movement speed of the dunes, obtained in this work using the apparatus of multivariate regression analysis, as well as the formula for the bottom sediments discharge from the determining factors of the river flow, are tested on the basis of field and laboratory measurements materials. The new results make it possible to improve the quality and reliability of modeling sediment transport in natural channel flows and can be recommended for use in computational practice.

morphometric characteristics of the channel, water flow rate, water discharge, sediment transport, sediment discharge, dunes parameters, Froude number, Shezy coefficient, channel transformations

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.