О механике вдольберегового переноса наносов на морских побережьях

от

А.Е. Щодро1, Д.А. Антоненков2, А.Н. Сорокин3

1Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

 E-mail: ashodro@ya.ru

2ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН»

 РФ, г. Севастополь, ул. Капитанская, 2

 E-mail: dmitry_science@mail.ru

3ИП «Сорокин А.Н.», РФ, г. Севастополь.

УДК 551.4.013                                                           

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-4-124-134 

EDN: https://elibrary.ru/aqrwnn

Реферат:

В механике вдольберегового переноса наносов на морских побережьях и на водохранилищах требуется рассматривать движение некоторого квазиравномерного потока, возмущаемого прибрежным волнением и переносящего основную массу наносов, переведенных во взвешенное состояние при обрушении наиболее крупных волн. Проводя рассуждения относительно среднемаксимальных штормов, необходимо рассматривать спектр волновых энергий данного шторма, и, выделяя наиболее энергичные волны, приходящуюся на одну, самую крупную из 20 – 50 регулярных волн, определять количество взвешиваемого материала, исходя из энергии обрушения этой волны.

Предлагается и используется модель энергетического спектра волн для шторма заданной обеспеченности для количественного анализа наносов, переносимых вдольбереговым течением на отдельных участках рассматриваемого участка берега моря. описана также модель движения частиц наносов при обрушении крупной волны в пределах прибрежной зоны, взмучивания массы частиц и начала их движения со вдоль береговым потоком. Намечается схема дальнейших расчётов по определению вертикальных координат пляжной отмели в районе проектируемого сооружения.

Основой таких расчетов является система дифференциальных уравнений, описывающих конвективно-диффузионные процессы в турбулентном водном потоке и условия массообмена на размываемом дне. Система этих уравнений решается, например, конечно-разностным методом на достаточно сгущенной сетке для области, представляющей собой выпрямленную поверхность, образованную плавной линией тока, проведенной в плане на схеме движения потока, и вертикальными образующими (вертикалями глубин). Таким образом решается для этой плоскости задача о размыве дна и о переносе частиц, продуктов размыва, в упомянутой системе уравнений.

Ключевые слова: перенос наносов, берегозащитные сооружения, течение, проектирование, моделирование, формирование пляжей.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Щодро А.Е., Сорокин А.Н. Контроль баланса наносов на участке морского побережья и анализ работы сквозных берегозащитных сооружений вблизи города Калининграда // Система контроля окружающей среды. ИПТС. Севастополь. 2022 г. №3 (49). С. 69–78.
  2. Савенко В.Я., Щодро О.Є., Словінська О.С. Дослідження місцевих розмивів біля мостових опор // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. К.: НТУ. 2003. Вип. 66. С. 188–198.
  3. Алибеков А.К. Оценка размыва у свайных опор сооружений, пресекающих водотоки, с учетом показателей надежности и неоднородности грунтов основания. // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2018. 45 (1). С. 181–192.
  4. Komarova N.L., Hulscher Suzanne J.M.H. Linear instability mechanisms for sand wave formation // Journal of Fluid Mechanics. 2000. V. 413. P. 219–246.
  5. Coleman S.E., Fedele J.J., Garcia M. H. Closed-conduit bed-form initiation and development // Journal of Hydraulic Engineering. 2003. V. 129. No. 12. P. 956–965.
  6. Михайлова Н.А. Перенос твердых частиц турбулентными потоками воды / Л.: Гидрометеоиздат. 1966. 234 с.
  7. Бомба А.Я., Барановський С.В., Щодро О.Є. Розрахунок пульсацій тиску в грунтовому середовищі: матеріали научно–техн. конфер. УДАВГ /Рівне: Вид–во УДАВГ. 1995. Част. 1. 64 с.
  8. Бомба А.Я., Барановський С.В., Щодро О.Є. Про моделювання і дослідження сингулярно–збурених дифузійних процесів у контрастних середовищах // Волинський математичний вісник. 1996. Вип. 2. С. 22–27.
  9. Барановський С.В. Математичне моделювання процесу деформації незв’язного піщаного русла турбулентним водним потоком // Тернопіль. 2000. 20 с.
  10. Antonenkov D.A. Method of the Aquatic Environment Image Processing for Determining the Mineral Suspension Parameters // Physical Oceanography. 2016. № 5. P. 36–44.
  11. Антоненков Д.А. Измерительный комплекс для исследования динамических характеристик и структуры течения водного потока в прибрежной морской зоне // Известия вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63. № 12. С. 1112–1118.
  12. Антоненков Д.А. Метод контроля размерного состава частиц минеральной взвеси с помощью программной обработки фотоизображений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь. Вып. 2. 2018. С. 47–52.

Loading