Контроль и методика моделирования гидрологических процессов при проектировании гидротехнических сооружений в устьевых взморьях рек

от

Д.А. Антоненков1, А.Е. Щодро2

 1 ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН», РФ, г. Севастополь, ул. Капитанская, 2

E-mail: dmitry_science@mail.ru

2 Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E-mail: alexeugn@ya.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2021-4-55-62

УДК 551.4.013 

Реферат:

   В настоящей работе предлагается усовершенствование приборной методической базы для изучения полей скоростей и транспорта наносов, а также описываются некоторые  простые расчёты, которые, в первую очередь, позволяют оценить интенсивность руслового процесса и перейти к прогнозу изменения крупных русловых форм на ближайшее время при этом оценивается последствия прохождение одного или серии паводков; возможны также более отдалённые прогнозы с учётом предположений о характере будущих возможных гидрологических явлений.

   В статье также представлена методика гидрологического моделирования водных потоков для построения планов течения при проектировании гидротехнических сооружений. На основе этих расчётов могут быть определены удельные расходы донных и взвешенных наносов в каждой равно-расходной струе, а также деформации речного русла в различные моменты времени. Рассмотрены результаты физических экспериментов с пространственными моделями участков реки. Разработанная методика, позволяет рассчитывать деформации дна и берегов, а также дает возможность сформировать схему организации течения, которая, благодаря увеличению скоростей на некотором участке русла, обеспечивает перенос наносов в более удалённые районы взморья, вплоть до открытого моря.

Ключевые слова: наносы, заиливание, устья рек, гидротехнические сооружения, проектирование, моделирование.

Для цитирования: Антоненков Д.А., Щодро А.Е. Контроль и методика моделирования гидрологических процессов при проектировании гидротехнических сооружений в устьевых взморьях рек // Системы контроля окружающей среды. 2021. Вып. 4 (46). C. 55–62.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Михайлов В.Н. Гидрология устьев рек. — М.: Изд-во МГУ, 1998. 176 с.
  2. Смагин Р.Е. Исследование зон смешения в устьевой области р. Кереть Белого моря / Смагин Р.Е., Ионов В.В.,Пряхина Г.В., Федорова И.В. // Изд. РГО, 2009, Т. 141, № 2, С. 63–70.
  3. Курбанов С. О. Теоретические основы и экологические проблемы регулирования русел рек, каналов и водохозяйственного строительства в прибрежных зонах юга России / Курбанов С. О., Созаев А. А. // Юг России: экология, развитие. 2008. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/teoreticheskie-osnovy-i-ekologicheskie-problemyregulirovaniya-rusel-rek-kanalov-ivodohozyaystvennogo-stroitelstva-vpribrezhnyh (дата обращения:22.06.2021).
  4. Гидротехнические сооружения/ Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. М.: Агропромиздат, 1985. 432 с.
  5. Щодро А.Е. Разработка методов расчета местных размывов несвязного грунта в зоне влияния речных и морских сооружений с учетом динамики водного потока и транспорта наносов /Экол.безоп. прибрежн. и шельф. зон моря. Вып.2. 2018, С. 74–87
  6. Кирієнко І.І. Шляхи вдосконалення регулювання русел передгірських ділянок річок Українських Карпат / І.І. Кирієнко, Л.А.Шинкарук, О.Є.Щодро та інш. // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. 2002. № 1. С. 30 –34.
  7. Великанов М. Русловый процесс. Основы теории. М. Физматиздат. 1958 г. 395 с.
  8. Лепихин А.П. Оценка коэффициента шези: традиция и современное состояние / Лепихин А.П., Богомолов А.В., Дальков М.П. //ВХР. 2012. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenkakoeffitsienta-shezi-traditsiya-isovremennoe-sostoyanie (дата обращения: 22.06.2021).
  9. Kholoptsev A.V. The Influence of Anticyclonic Movement Over the Sea of Azov on Variations of Maximum Instantaneous Current Speed in the Kerch Strait During 1948-2017 / Kholoptsev A.V., Shul’ga T.Y., Shchodro O.Y., Podporin S.A. // Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes (2018). Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. P. 1–14. DOI: 10.1007 / 978-3-030-11533-3-1.
  10. Барановський С.В. Про один метод розрахунку процесу деформації дна під впливом турбулентного водного потоку / С. В. Барановський // Гидравлика и гидротехника: Межведом. научно–техн. сб. Київ: Техніка, 1998. Выпуск 59. С. 110–115.
  11. Бомба А.Я. Про моделювання і дослідження сингулярно–збурених дифузійних процесів у контрастних середовищах / А.Я. Бомба, С.В. Барановський, О.Є. Щодро // Волинський математичний вісник. 1996. Вип. 2. С. 22–27.
  12. Шинкарук Л.А. До розрахунку мiсцевого розмиву бiля регуляцiйних струмененаправляючих дамб: матеріали Ювілейної конференції УДАВГ, присвяченої 75–річчю академії / Л. А. Шинкарук, О.Є. Щодро, С.В. Барановський. Рівне, 1997. С. 80–82.
  13. Shchodro A.E. River bed deformations near banks and hydraulic structures due to river flow River Basin Management IV: 4th International Conference on River Basin Management Including all Aspects of Hydrology, Ecology, Environmental Management, Flood Plains and Wetlands.- Boston: WIT-Press, Southampton, 2007. P. 381–387.
  14. Алтунин С.Т. Регулирование русел. М.: Сельхозиздат, 1962. 352 с.
  15. Shchodro A.E. Low flooded (submerged) groins as constructions activating mass transfer in rever flows / Shchodro A.E., Moklyak M.M. // Scientific Bulletins «Civil Engineering Impact upon the Environment», 11-2014, P. 18–29.
  16. Antonenkov D.A. Device for research of water flow dynamics in situ based on the PIV method // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science № 666 doi:10.1088/17551315/666/2/022081 (2021).
  17. Antonenkov D.A. Water flow speed determining using visualization methods // Scientific Visualization, 2020 Vol 12, № 5. P. 102–111, DOI: 10.26583/sv.12.5.09
  18. Antonenkov D.A. Method of the Aquatic Environment Image Processing for Determining the Mineral Suspension Parameters // Physical Oceanography. 2016.№ 5. P. 36–44. DOI:10.22449/0233-7584-2016-5-38-47.
  19. Савенко В.Я., Савина М.Ю. Математическая модель переноса загрязняющих субстанций в плановой задаче // Технологии в машиностроении: Вестник Национального технического университета “Харьковский политехнический институт”. 2001.Часть 1. Вып.129. С. 317–322.
  20. Савенко В.Я. Моделирование процессов развития внутренних течений с учетом анизотропии открытых турбулентных потоков / В.Я. Савенко, Е.С.Славинская. К.: НТУ, 2004. 176 с.

Loading