Preview

Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова

Расширенный поиск

Способ определения расхода донных наносов по параметру средней мощности слоя подвижного материала

https://doi.org/10.21821/2309-5180-2024-16-6-847-862

Аннотация

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.

Об авторах

Р. В. Заварзин
ФГБУ «Государственный гидрологический институт»
Россия

Заварзин Руслан Витальевич — младший научный сотрудник

198035, г. Санкт-Петербург, 2я линия В. О., 23



В. М. Католиков
ФГБУ «Государственный гидрологический институт»
Россия

Католиков Виктор Михайлович — кандидат технических наук, профессор

198035, г. Санкт-Петербург, 2я линия В. О., 23



Список литературы

1. Заварзин Р. В. Измерения расхода донных наносов, перемещающихся в грядовой форме: экспериментальное исследование косвенных методов измерений / Р. В. Заварзин, О. А. Петровская // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей: сб. науч. тр. // Междунар. науч.-практ. конф., СПб., 29–31 мая 2023 года. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2023. — С. 213‒231. — EDN NXYCKN.

2. 2. Гришанин К. В. Динамика русловых потоков / К. В. Гришанин. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 311 с.

3. Engel P. Computation of bed load using bathymetric data / P. Engel, Y. Lam Lau // J. Hydraul. Div. — 1980. — Pp. 369–380.

4. Сидорчук А. Ю. Оценка стока влекомых наносов в речном русле с учетом данных об активной и пассивной динамике гряд / А. Ю. Сидорчук // Водные ресурсы. — 2015. — Т. 42 — №1. — С. 38‒51. — DOI: 10.7868/S0321059615010137. — EDN TCJCEN.

5. Алексеевский Н. И. Морфология и динамика активных гряд в русле реки Терек / Н. И. Алексеевский, А. Ю. Сидорчук // Водные ресурсы. — 2017. — Т. 44. — № 2. — С. 147‒157. DOI: 10.7868/S0321059617010035. — EDN YIVSNF.

6. Костюченко А. А. Метод выполнения и обработки измерений для определения параметров донных гряд / А. А. Костюченко, Р. В. Заварзин // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей: сб. науч. тр. // Междунар. науч.-практ. конф., СПб., 29–31 мая 2023 года. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2023. — С. 151‒164. — EDN DTKWVK.

7. Петровская О. А. Оптимизация методов расчета расхода донных наносов с учетом гидравлических параметров рек: дис. …канд. техн. наук: 25.00.27 / Ольга Андреевна Петровская. — М., 2019. — 252 с. — EDN ZLANZR.

8. Gaeuman D. Field assessment of alternative bed-load transport estimators / D. Gaeuman, R. B. Jacobson // Journal of Hydraulic Engineering. — 2007. — Vol. 133. — Pp. 1319‒1328. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2007)133:12(1319).

9. Abraham D. Bed-load measurements on large, sand-bed rivers in the United States. / D. Abraham, T. McAlpin, K. Jones // E3S Web Conf. — Vol. 40. — 2018 — Pp. 8. DOI: 10.1051/E3SCONF/20184006021.

10. Pat. 11067475B2 United States IPC G01M 10/00 Bedload transport methodology and method of use / Tate O. McAlpin, D. Abraham, J. Shelley, Thad C. Pratt, inventor // Individual assignee; заявл. 01.04.2013; опубл. 20.07.2021.

11. Wilbers A. The development and hydraulic roughness of subaqueous dunes. / Wilbers, A. // Netherlands Geographical Studies 323, The Royal Dutch Geographical Society, Utrecht, Netherlands. — 2004. — 227 p.

12. Nittrouer J. A. Bedform transport rates for the lowermost Mississippi River / J. A. Nittrouer, M. A. Allison, R. Campanella // Journal of Geophysical Research. — 2008. — Vol. 113. — Pp. 1‒16. DOI: 10.1029/2007JF000795.

13. Месерлянс Г. Г. Деформации русла Р. Невы / Г. Г. Месерлянс, Н. М. Башкова // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — Т. 2. — С. 117‒128. — EDN MQGEIX.

14. Заявка на пат. Российская Федерация, МПК G01F 22/00 Способ определения расхода донных наносов по параметру средней мощности слоя подвижного материала / Р. В. Заварзин, В. М. Католиков; заяв. и патентообл. Государственный гидрологический институт. — № 2024117807/20; заявл. 26.06.2024.

15. Гладков Г. Л. Экспериментальные исследования гидравлики потока и параметров транспорта донных наносов при неустановившемся движении воды / Г. Л. Гладков, П. С. Ржаковская, Р. В. Заварзин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2024. — Т. 16. — № 2. — С. 181–196. DOI: 10.21821/2309-5180-2024-16-2-181-196. — EDN BBBGXO.

16. Клавен А. Б. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса / А. Б. Клавен, З. Д. Копалиани — СПб.: ООО «Нестор-История», 2011. — 504 с. — EDN QKKGJD.

17. Liu D. The assessment of an Acoustic Doppler Velocimetry profiler from a user’s perspective / D. Liu, K. Alobaidi, M. Valyrakis //Acta Geophysica. — 2022. — Т. 70. — № 5. — С. 2297‒2310.


Рецензия

Для цитирования:


Заварзин Р.В., Католиков В.М. Способ определения расхода донных наносов по параметру средней мощности слоя подвижного материала. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2024;16(6):847-862. https://doi.org/10.21821/2309-5180-2024-16-6-847-862

For citation:


Zavarzin R.V., Katolikov V.M. Method for determining the bed load discharge by the parameter of the average depth of the layer of moving materia. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova. 2024;16(6):847-862. (In Russ.) https://doi.org/10.21821/2309-5180-2024-16-6-847-862

Просмотров: 113


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2309-5180 (Print)
ISSN 2500-0551 (Online)