Экспериментальное исследование строения грядового дна в условиях дноуглубительной прорези

Темой работы является анализ строения грядового дна, образующегося в условиях дноуглубительных судоходных прорезей. Отмечается, что многочисленные наблюдения за трансформацией дна прорези свидетельствуют о том, что сразу после выемки грунта на дне прорези начинают формироваться гряды, при этом высотные отметки гребней гряд превышают отметки проектного дна прорези. Сделан вывод о том, что формирование грядового рельефа дна приводит к потере глубины судового хода. Подчеркивается, что наблюдения за структурой рельефа русел равнинных судоходных рек показывают, что донный рельеф состоит из гряд и расположенных под ними волн, высоты которых близки к высотам гряд и, таким образом, их формирование приводит к дополнительной потере гарантированной глубины в прорези. Отмечается, что в наиболее критичном виде такие потери могут наблюдаться на участках капитального дноуглубления, когда прорезь имеет большую длину. Целью работы является исследование структуры донного рельефа, сформированного в различных условиях в 50‑метровом гидравликом лотке. Выполненный сравнительный анализ параметров гряд показал, что гряды в прорези по своей относительной высоте в 2 раза меньше гряд, наблюдавшихся на этих же участках до дноуглубления, при этом под грядами располагались волны II, а еще ниже — III уровня (высоты этих волн близки к высотам гряд). На основе результатов выполненной работы сделан вывод о том, что при проектировании дноуглубительных работ следует учитывать, что гряды и волны руслового рельефа будут приводить к потере гарантированной глубины судового хода, однако в пределах прорези их размеры будут меньше, чем при формировании в естественных условиях.

1. 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. — EDN WIKSCS.

2. Петровская О. А. Оптимизация методов расчета расхода донных наносов с учетом гидравлических параметров рек: дис. … канд. техн. наук / Ольга Андреевна Петровская. — СПб.: Государств. гидрологический ин-т, 2018. — С. 252.

3. 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. — EDN VUSNQA.

4. Гладков Г. Л. Оценка воздействия на окружающую среду инженерных мероприятий на судоходных реках / Г. Л. Гладков, М. В. Журавлев, Ю. П. Соколов. — СПб., ГУВК, 2005. — EDN QNTIMB.

5. Католиков В. М. Проблемы моделирования деформаций речных русел с учетом дискретного характера транспорта руслоформирущих наносов в реках / В. М. Католиков // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 29–31 мая 2023 года. — СПб.: Изд-во ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2023. — С. 44–57 — EDN KKZJQC.

6. Заварзин Р. В. Учет иерархии русловых форм при выполнении дноуглубительных работ в руслах судоходных рек / Р. В. Заварзин, В. М. Католиков // Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства: сборник тезисов докладов VII Всероссийского научно-практического семинара, Москва, 22 мая 2024 года. — Москва: Изд-во МИСИ-МГСУ, 2024. — С. 122–123. — EDN DZVXHF.

7. 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. 31. DOI: 10.7868/S0321059615010137. — EDN TCJCEN.

8. 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.

9. Гладков Г. Л. Гидроморфологический режим и судоходные условия в нижнем бьефе Нижегородского гидроузла: проблема и пути решения / Г. Л. Гладков, К. П. Моргунов, П. А. Гарибин, М. А. Колосов // Транспорт Российской Федерации. — 2021. — № 4(95). — С. 24–30. — EDN RDPPUJ.

10. Воронина Ю. Е. Методические подходы оценки заносимости перекатов нижнего бьефа Нижегородской ГЭС и их влияние на обеспечение судоходных глубин участка / Ю. Е. Воронина // Научные проблемы водного транспорта. — 2022. — № 72. — С. 198–207. DOI: 10.37890/jwt.vi72.294. — EDN JLDMAQ.

11. Калашников А. А. Проектные решения при устройстве дноуглубительных прорезей / А. А. Калашников // Научные проблемы водного транспорта. — 2022. — № 72. — С. 208–215. DOI: 10.37890/jwt.vi72.306. — EDN QIRXLU.

12. Беликов В. В. Математическая модель транспорта наносов для расчета заносимости дноуглубительных прорезей и русловых карьеров / В. В. Беликов, Н. М. Борисова, Г. Л. Гладков // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — Т. 2. — С. 105–113. — EDN KCPIQX.

13. Гладков Г. Л. Обеспечение устойчивости русел судоходных рек при дноуглублении и разработке русловых карьеров: автореф. дис. … техн. наук; специальность: 05.22.17 «Водные пути сообщения и гидрография» / Геннадий Леонидович Гладков. — СПб.: СПбГУВК, 1996. — EDN ZJNNDL.

14. Клавен А. Б. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса: монография / А. Б. Клавен, З. Д. Копалиани. — СПб.: Нестор-история, 2011. — 504 c. — EDN QKKGJD.

15. Liu D. The assessment of an acoustic Doppler velocimetry profiler from a user’s perspective / D. Liu, K. Alobaidi, M. Valyrakis // Acta Geophysica. — 2022. — Vol. 70. — Is. 5. — Pp. 2297–2310.

16. Католиков В. М. Экспериментальные исследования побочневого типа руслового процесса: дис. … канд. техн. наук; специальность: 05.23.16 «Гидравлика и инженерная гидрология» / Виктор Михайлович Католиков. — СПб., Гос. гидролог. институт, 2000. — 24 c. — EDN QDGADV.

17. Best J. The fluid dynamics of river dunes: A review and some future research directions / J. Best // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. — 2005. — Vol. 110. — Is. F4. DOI: 10.1029/2004JF000218.

18. Gyr A. Bed forms in turbulent channel flow / A. Gyr, W. Kinzelbach // Applied Mechanics Reviews. — 2004. — Vol. 57. — Is. 1. — Pp. 77–93. DOI: 10.1115/1.1584063.

19. Best J. Kinematics, Topology and Significance of Dune-Related Macroturbulence: Some Observations from the Laboratory and Field / J. Best // Fluvial Sedimentology VII — John Wiley & Sons, Ltd, 2005. — С. 41–60. DOI: 10.1002/9781444304350.ch3.

20. Костюченко А. А. Особенности процесса и стока донных наносов малых рек / А. А. Костюченко, З. Д. Копалиани // VI Всероссийский гидрологический съезд. Секция 6, 2006. — С. 44–49.