ПАРАМЕТРЫ ТРАНСПОРТА НАНОСОВ В РЕКАХ С ПОБОЧНЕВЫМ ТИПОМ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА

Предметом исследования является анализ материалов экспериментальных исследований параметров транспорта наносов на гидравлических моделях русел с побочневым типом руслового процесса. В работе отмечается, что надежность русловых прогнозов, выполняемых с использованием аппарата математического моделирования, в большинстве случаев по-прежнему остается достаточно низкой. При этом качество русловых прогнозов, выполняемых при проектировании инженерных мероприятий для обеспечения судоходства на реках, определяется, с одной стороны, правильностью оценки физической природы транспорта наносов в естественных русловых потоках, а с другой - качеством применяемых численных моделей. Настоящая работа посвящена верификации модели транспорта наносов на основе проведения исследований в гидравлических лотках, в которых одновременно воспроизводились микроформы и мезоформы речного русла с побочневым типом руслового процесса. Такие задачи до настоящего времени не рассматривались. Ранее проведенные эксперименты проводились при равномерном установившемся режиме движения воды на одном структурном уровне движения донных наносов - при движении донных наносов в виде микроформ (гряд), т. е. при плоском дне. Полученные в ходе проведения исследований результаты позволили получить новые данные, с помощью которых представляется возможным повысить качество моделирования транспорта наносов в естественных русловых потоках. Данное направление исследований, основанное на применении методики расчета расхода русловых наносов с использованием параметров донных гряд, может объективно привести к повышению надежности прогнозов русловых переформирований при содержании судовых ходов на свободных и зарегулированных реках с подвижным дном.

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

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

2. Католиков В. М. Лабораторные исследования побочневого типа руслового процесса / В. М. Католиков, Б. Ф. Снищенко // Труды ГГИ. - 1990. - Вып. 337. - С. 124-137.

3. Католиков В. М. Побочни в руслах рек: условия образования и их динамика / В. М. Католиков, З. Д. Копалиани // Водные ресурсы. - 2001. - Т. 28. - № 5. - С. 579-586.

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

6. Чалов Р. С. Русловедение: теория, география, практика / Р. С. Чалов. - М.: КРАСАНД, 2011. - Том 2. Морфодинамика речных русел. - 960 с.

7. 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.

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

9. Гладков Г. Л. Гидроморфология русел судоходных рек: монография / Г. Л. Гладков, Р. С. Чалов, К. М. Беркович. - 3-е изд., стер. - СПб.: Изд-во «Лань», 2022. - 432 с.

10. 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.

11. Belikov V. V. On the Effect of the Froude Number and Hydromorphometric Parameters on Sediment Transport in Rivers / V. V. Belikov, N. M. Borisova, T. A. Fedorova, O. A. Petrovskaya, V. M. Katolikov // Water Resour. - 2019. - Vol. 46. - Is. 1. - Pp. S20-S28. DOI: 10.1134/S0097807819070029.

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

13. 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.

14. 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.

15. Gladkov G. Sediment transport and water flow resistance in alluvial river channels: modified model of transport of non-uniform grain-size sediments / G. Gladkov, M. Habel, Z. Babiński, P. Belyakov // Water. - 2021. - Vol. 13. - Is. 15. - Pp. 2038. DOI: 10.3390/w13152038.

16. Самохвалова О. А. Оптимизация методов расчета донных наносов с учетом гидравлических параметров рек: дис. … канд. техн. наук / О. А. Самохвалова. - СПб.: Гос. гидролог. институт, 2018. - 252 с.

17. Копалиани З. Д. База данных «Данные измерений гидравлических характеристик транспорта донных наносов в больших, малых и средних равнинных реках» (свид. о гос. регистрации базы данных № 2017620992) / З. Д. Копалиани, О. А. Петровская // Офиц. бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем». - 2017. - № 9 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www1.fips.ru/wps/PA_FipsPub/res/BULLETIN/PrEVM/2017/09/20/INDEX.HTM (дата обращения: 01.11.2017).

18. Копалиани З. Д. База данных «Данные измерений гидравлических характеристик транспорта донных наносов в гидравлических моделях горных рек и лотковых экспериментах» (свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2017620878) / З. Д. Копалиани, О. А. Петровская // Офиц. бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем». - 2017. - № 8

19. Гладков Г. Л. Транспорт наносов в реках: зависимость параметров донных гряд от определяющих факторов / Г. Л. Гладков, П. В. Беляков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 1. - С. 52-63. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-1-52-63.

20. Sukhodolov A. N. Flow dynamics in alluvial channels: the legacy of Kirill V. Grishanin / A. N. Sukhodolov, V. I. Nikora, V. M. Katolikov // Journal of Hydraulic Research. - 2011. - Vol. 49. - Is. 3. - Pp. 285-292. DOI: 10.1080/00221686.2011.567760.

21. Katolikov V. M. Hydraulic resistance at side bars formation during channel process / V. M. Katolikov // Proceedings of the Int. Symp. East-West North-South Enc. State Art River Eng. Methods Des. Philos., St. Petersburg, Russia, 16-20 May 1994. - 1994. - Volume II. - Pp. 122-129.

22. Католиков В. М. Экспериментальные исследования побочневого типа руслового процесса: автореф. дис. … канд. техн. наук / В. М. Католиков. - СПб.: Гос. гидролог. институт, 2000. - 24 с.

23. Гладков Г. Л. Обеспечение устойчивости русел судоходных рек при дноуглублении и разработке русловых карьеров: автореф. дис. … докт. техн. наук / Г. Л. Гладков. - СПб.: Государственный университет водных коммуникаций, 1996. - 32 с.