Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.17, кандидат технических наук Москаль, Андрей Витальевич

• Москаль, Андрей Витальевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Москаль, Андрей Витальевич

ОГЛАВЛЕНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ОДНОМЕРНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И НАНОСОВ В ДЕФОРМИРУЕМЫХ РУСЛАХ

2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТМЕТОК СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ДЕФОРМАЦИЙ ДНА РЕЧНОГО ПОТОКА ПРИ ОДНОМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ

2.1. Исходные уравнения, начальные и граничные

условия

2.2. Учет гидравлического сопротивления русел

2.3. Используемые методы численного решения задачи

2.3.1. Совместное решение уравнении'.'движения и

баланса наносов

2.3.2. Решение уравнений движения и баланса наносов методом расщепления

2.4. Схематизация поперечных сечений

2.4.1. Предположение о параболической форме

поперечных сечений

2.4.2. Учет фактической формы поперечных сечений

3. ВЫЧИСЛЕНИЕ РАСХОДА НАНОСОВ

3.1. Выбор формул расхода наносов

3.2. Сравнительный анализ формул расхода наносов

3.3. Пофракционный расчет расхода наносов

4. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О СНИЖЕНИИ КРИВОЙ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ИНТЕНСИВНЫХ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

4.1. Влияние интенсивных дноуглубительных работ

на режим речного русла

4.2. Построение кривых свободной поверхности для оценки негативных последствий производства интенсивных дноуглубительных работ

4.2.1. Вычисление отметок свободной поверхности при интенсивном дноуглублении с учетом параболической формы поперечных сечений

4.2.2. Вычисление отметок свободной поверхности при интенсивном дноуглублении с учетом фактической формы поперечных сечений

4.3. Расчет отметок кривой свободной поверхности и русловых деформаций при интенсивном

днугдублении

5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСВОЕНИЯ ПОДВОДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАЗРАБОТКОЙ К НЕМУ ПОДХОДНОГО КАНАЛА

5.1. Влияние подводной добычи нерудных строительных материалов на режим речного русла

5.2. Расчет понижения уровней воды при разработке подводных карьеров и подходных каналов к ним

5.2.1. Построение кривых свободной поверхности при освоении подводных месторождений НСМ с учетом параболической формы поперечных сечений

5.2.2. Построение кривых свободной поверхности при освоении подводных месторождений НСМ с учетом фактической формы поперечных сечений

5.3. Моделирование влияния длительной разработки подводных карьеров и производства дноуглубительных работ на уровенный и русловой режимы рек

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, несмотря на снижение объемов перевозок, внутренний водный транспорт продолжает занимать важное место в транспортной системе Российской Федерации. Роль речных перевозок особенно велика на Крайнем Севере нашей страны, в Сибири, на Дальнем Востоке, т.е. в регионах с недостаточно сильно развитой сетью железных и автомобильных дорог. Во многих случаях речной транспорт является главным, а иногда и единственным путем перевозки грузов и пассажиров, обеспечивая массовую доставку грузов потребителям и значительно превосходя по экономическим показателям другие виды транспорта.

Для поддержания внутренних водных путей в судоходном состоянии могут применяться различные методы: строительство универсальных гидроузлов комплексного назначения с образованием крупных водохранилищ; транспортное шлюзование рек; производство на судоходных реках комплекса путевых работ, к которым относятся расстановка и обслуживание навигационных знаков, дноуглубление, выправление, траление, руслоочищение и некоторые другие виды. Значительная часть внутренних водных путей России находится в свободном состоянии и требует для обеспечения бесперебойного и безопасного судоходства регулярного производства путевых работ.

Одним из основных видов путевых работ является дноуглубление, когда при помощи специальных дноуглубительных снарядов (многочерпаковых и землесосов) грунт на перекатах перемещается за пределы судового хода для обеспечения на нем заданных габаритов пути. Полученные в результате этих действий дноуглубительные прорези используются для движения судов и плотов. Дноуглубительные работы делятся на два основных вида: капитальные и эксплуатационные. Капитальное дноуглубле-

ние выполняется для улучшения судоходных условий на заданном участке реки, при этом меняется положение судового хода (обычно с уменьшением длины) или увеличиваются его габариты. Эксплуатационное дноуглубление производится на существующих судовых ходах для поддержания имеющихся судоходных условий. Следует отметить, что капитальные прорези часто имеют значительные размеры, их длина может достигать нескольких километров, а объем извлекаемого грунта измеряться миллионами кубометров. Разновидностью капитальных прорезей являются каналы, спрямляющие пойменные извилины.

Процесс увеличения судоходных глубин при помощи дноуглубительных работ имеет естественное ограничение в виде предельных или гидравлически допустимых глубин. Под гидравлически допустимыми понимаются глубины, получение которых не приводит к заметному понижению кривой свободной поверхности речного потока. Дальнейший рост глубин может привести к значительному снижению уровней воды и резкому увеличению объемов дноуглубительных работ из-за необходимости добавочного углубления дна перекатов, а кроме того влечет за собой ряд неблагоприятных последствий экологического и хозяйственного порядка: снижение уровня грунтовых вод в пойме, затруднения в работе водозаборов, обмеление акваторий портов и пр. Конкретные значения гидравлически допустимой глубины для различных рек зависят от многих факторов: водности потока, состава донных грунтов, скоростей течения, хода колебания стока, морфологии русла, типа руслового процесса и т.д. На некоторых реках России судоходные глубины уже приблизились к гидравлически допустимым или даже несколько превзошли их, как например на Верхней Лене, где в 80-х годах попытки добиться при помощи интенсивного дноуглубления увеличения транзитной глубины на участке от пос.Марково до г.Усть-Кут практически не дали положительных результатов, но привели к

значительному снижению уровней воды и уменьшению глубин у причалов порта Осетрово /6/.

Однако в настоящее время, при резком уменьшении финансирования организаций путевого хозяйства, интенсивные дноуглубительные работы практически не производятся, особенно на крупных судоходных реках. Теперь гораздо более значительное влияние на уровенный и русловой режимы рек оказывает другой вид инженерной деятельности - разработка подводных карьеров для добычи нерудных строительных материалов (НСМ): песка, гравия, песчано-гравийной смеси.

Подводные карьеры представляют собой выемки в русле или на пойме реки, создаваемые специально для добычи речного аллювия как строительного материала /103/. Особо следует отметить, что если при дноуглублении грунт перераспределяется в русле реки, то добыча НСМ приводит к его полному удалению, причем емкость русла существенно увеличивается, т.к. подводные карьеры обычно разрабатываются на большую глубину и имеют значительные плановые размеры. Поэтому воздействие крупных подводных карьеров на русла судоходных рек гораздо сильнее влияния дноуглубительных работ /27/.

Добыча НСМ из русел рек привлекает высокой степенью механизации работ, обеспеченностью и сравнительной дешевизной перевозки добытых материалов' речным транспортом, а также их высоким качеством (низкий процент содержания глинистых частиц) . Разработка подводных карьеров на судоходных реках началась в 50-е годы, причем до сравнительно недавнего времени работы часто производились без сколько-нибудь тщательных проектных проработок, а иногда и без соответствующего разрешения. Карьеры в зоне месторождений НСМ располагались без учета особенностей руслового режима осваиваемого участка реки, заинтересованные организации не стремились к минимизации негативных последствий добычи. Зачастую просто разрабатыва-

лись побочни на следующих друг за другом перекатах основного русла с превращением осваиваемого участка реки в длинную плесовую лощину /5/. Такое бесконтрольное извлечение грунта привело на ряде рек к значительному понижению уровней воды и интенсивным русловым переформированиям в местах добычи НСМ, а также на участках, расположенных выше карьеров.

Экологические последствия разработки русловых карьеров значительно усложняются при освоении подводного месторождения НСМ, находящегося на сравнительно небольшой реке. В этом случае необходимо сначала создать подходной канал к месторождению, причем получаемые на судовом ходу глубины обычно превышают гидравлически допустимые для углубляемого участка реки. Тогда уже одно только производство дноуглубительных работ приведет к понижению уровней воды, а последующая разработка подводных русловых карьеров, особенно крупных, может повлечь для потока просто катастрофические последствия, резко понижая его базис эрозии и вызывая интенсивный размыв русла.

Классификация инженерных сооружений и мероприятий по характеру их воздействия на русловой процесс /52/ относит подводные карьеры НСМ, каналы, спрямляющие пойменные извилины, и капитальные прорези к активным сооружениям II категории, а эксплуатационные дноуглубительные прорези - к пассивным сооружениям. Однако разработка достаточно крупных карьеров НСМ или существенное увеличение судоходных глубин может приводить к столь значительным изменениям естественного режима осваиваемого водоема, что соответствующие сооружения следует рассматривать уже как активные, соответственно, I или II категорий.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что из распространенных на свободных реках инженерных мероприятий наиболее глубокое влияние на состояние потока и русла оказы-

вают увеличение судоходных глубин сверх гидравлически допустимых и разработка подводных русловых карьеров. И в том, и в другом случае последствия выемок грунта должны быть оценены путем количественного расчета, что позволяет наметить меры, направленные на уменьшение неблагоприятного влияния понижения кривой свободной поверхности на уровенный и русловой режимы рек. В настоящее время признано, что увеличение судоходных глубин и освоение подводных месторождений НСМ должно производиться только на основании подробных проектов, в состав которых обязательно входит раздел, дающий оценку негативного влияния извлечения грунта на состояние речного потока. Объем выполняемых при этом вычислений очень велик, т.к. влияние карьера и работ по увеличению судоходных глубин обычно охватывают протяженные участки рек длиной в десятки и даже сотни километров. Применение вычислительной техники позволяет значительно сократить трудоемкость и время гидравлических расчетов.

В последние годы в нашей стране и за рубежом наблюдается повышенный интерес к использованию компьютеров в инженерных расчетах, в том числе для математического моделирования изменения положения кривой свободной поверхности и переформирований дна в руслах рек. Это объясняется как быстрым совершенствованием и расширением возможностей вычислительной техники и численных методов решения задач, так и желанием получить математические модели, достоверно описывающие процессы, происходящие в речных руслах. Математические модели более универсальны по сравнению с гидравлическими или аэродинамическими моделями, их можно использовать для описания различных рек, и это является их крупным достоинством /30/.

Применение математических моделей обычно предполагает некоторое (иногда весьма значительное) упрощение реального природного объекта или явления /59/. Многие задачи, часто

встречающиеся в инженерной практике, могут быть решены в рамках одномерной модели потока, когда изменение элементов движения жидкости и наносов рассматривается вдоль только одной продольной координаты - криволинейной оси потока. Одномерная постановка задачи особенно часто применяется для прогнозирования изменений естественного руслового режима на протяженных участках рек, причем надежность прогноза, как показывает отечественный и зарубежный опыт, в значительной степени зависит от точности учета сил гидравлического сопротивления и вычисления расхода русловых наносов. Оба эти важных вопроса до настоящего времени пока еще не нашли своего окончательного решения.

К настоящему времени опубликован ряд работ с описанием алгоритмов и программ машинного счета, предназначенных для моделирования изменения кривой свободной поверхности и русловых переформирований в естественных водотоках. Некоторые из них рассматривают экологические последствия добычи НСМ из речных русел, однако буквально единицы учитывают необходимость производства дноуглубительных работ на перекатах судоходных рек. Это связано с тем, что за рубежом основными способами поддержания глубин на внутренних водных путях являются сплошное выправление и шлюзование рек, а отечественных исследователей часто интересуют вопросы, напрямую не связанные с обеспечением судоходства.

Целью представленной диссертационной работы является создание алгоритмов и программ машинного счета, позволяющих количественно оценивать влияние интенсивных дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров НСМ на уровенный и русловой режимы судоходных рек.

- 10 -

1. ОБЗОР ОДНОМЕРНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И НАНОСОВ В ДЕФОРМИРУЕМЫХ РУСЛАХ

Для моделирования происходящих в реках естественных процессов могут применяться различные математические методы. Сложность задач речной гидравлики не позволяет получать для них аналитические решения, поэтому широкое применение нашли численные и комплексные методы математического моделирования, различающиеся типами моделей, способами и сложностью математического аппарата, используемого для решения дифференциальных уравнений в частных производных. Первое время более широко применялся метод характеристик, затем, с развитием вычислительной техники, чаще стал использоваться метод конечных разностей, более удобный для разработки программ машинного счета, а в последние годы все больший интерес вызывает метод конечных элементов, позволяющий описывать сложные криволинейные границы речных потоков /95, 129/. Гораздо реже в практике инженерных расчетов встречается метод граничных элементов, который отличает переход от уравнений для функций, задаваемых в области, к уравнениям для функций, задаваемых на границе этой области /28/.

На основе этих методов в нашей стране и за рубежом разработано большое количество одно- и двумерных математических моделей речного потока с деформируемым дном. Двумерные модели гораздо более полно, чем одномерные, описывают гидравлические и русловые процессы, происходящие в естественных водотоках. Однако переход к плановой постановке задачи приводит к резкому увеличению объемов перерабатываемой информации и времени вычислений /119/. С другой стороны, существует достаточно обширный круг задач, при решении которых одномерные модели дают вполне достоверные результаты: расчет распро-

странения длинных волн, вызываемых естественными колебаниями стока или регулированием расхода воды гидроэлектростанциями, вычисление отметок свободной поверхности и дна на протяженном участке реки, определение распределения расхода воды по рукавам и т.п. Преимуществами одномерных математических моделей являются гораздо меньшие затраты машинного времени и сравнительно небольшой объем исходных данных. В случае большой длины моделируемого участка реки эти достоинства часто являются решающими.

При одномерной постановке задачи движения воды и наносов в открытых руслах большинство исследователей в качестве исходных зависимостей принимают систему одномерных уравнений, выражающих закон сохранения количества движения и закон сохранения массы жидкости, а также уравнение сохранения массы наносов:

дЪ а0 ди2 т g и2

-+ —--= - --- (1.1)

д1 2 д1 С Ь

дО дсо

——+ -= 0 (1.2)

д\ д\

дО / ч дгп д(а>Ъ\

(1 - £). в - —+ -= 0 (1.3)

д\ у ' д1 дг 5

где и - осредненная по ширине потока скорость течения;

I - время;

а0 - корректив скорости в выражении кинетической энергии жидкости (коэффициент Буссинеска), учитывающий изменение осредненных скоростей течения в поперечном сечении потока; / - расстояние, отсчитываемое от некоторой избранной точки по геометрической оси русла; % - ускорение силы тяжести;

- 12 -

I - уклон свободной поверхности; С - коэффициент Шези; И - средняя глубина сечения;

<3 и - соответственно расход воды и наносов; со - площадь поперечного сечения; £ - коэффициент пористости грунта; В - ширина сечения по зеркалу воды; х0 - средняя в поперечном сечении отметка дна;

- боковой приток наносов на единице длины русла;

8 = - средняя в поперечном сечении объемная концент-

рация наносов.

В работах разных авторов могут применяться различные варианты записи этих уравнений, при этом часто производится их некоторое упрощение. Замыкание системы из трех дифференциальных уравнений (1.1)... (1.3) осуществляется с помощью формулы гидравлического сопротивления русла и формулы расхода наносов. Следует отметить, что если по поводу использования первых трех выражений существует практически полное еди нодушие, то зависимости для определения гидравлического со противления и расхода наносов отличаются крайним разнообра зием, т.к. не выработаны общепринятые методики их расчета.

Выбранные уравнения используются различными способами: основываясь на них, получают отдельные рабочие формулы, их решают совместно или раздельно.

Первый способ используют Д.Сони, Р.Гарде, К.Ранга Раджу и П.Мехта /154, 138/, а также В.Джарамилло Торрес и С.Джейн /145/. Эти авторы принимают в своих работах следующие исходные уравнения:

¿?1Г тт ди дъ

-+ и -+ 2--+£1 = 0 (1.4)

д1 д\ д\ д\

- 13 -ТТ дЪ и л

+ и — + ь —— = о

дг

дг

+

д\ 1

д1

¿Я 8 д1

= О

где

ъ

а и Ь

(1 - е)

и = С л/КГ Я, = а-иь

отметка свободной поверхности; удельный расход наносов;

(1.5)

(1.6)

(1.7)

(1.8)

- постоянные, зависящие от характеристик потока и наносов.

Для определения деформаций дна в подвижных руслах авторами применяется уравнение параболического типа, полученное М. де Врисом в предположении, что движение воды, является равномерным. Тогда из уравнений (1.6)...(1.8) после преобразований может быть получена рабочая формула:

дъ

К

О

где

К

К =

д1 д1

коэффициент намыва, определяемый выражением

1 С2 _ 1 и

1.9)

где

Я

I,

3(1-/?) и2МйЮ 3(1-/?) 1(

удельный расход воды;

сЮ

(1.10)

И) уклон дна. Используя уравнение (1.8), М. де Врис получил для величины К выражение следующего вида:

1 ьЧе

Ко =

3 10(1-г?)

1.11)

где

- равновесный удельный расход наносов, когда количество поступающих наносов равно транспортирующей способности потока.

- 14 -

Наряду с параболическим уравнением (1.9) М. де Врис /136/ применил уравнение первого порядка гиперболического типа. При его выводе движение воды считается установившимся. Исходные уравнения имеют следующий вид:

дъп

т _ ди ЗЬ

и —+ g-+

31

Ч = и -Ь

31

31

Я

3<\

+

дъ

О

(1.12)

(1.13)

(1.14)

(1.15)

где

31 ЗХ

= /(и)

Я - величина, выражающая силы гидравлического сопро тивления.

Уравнение (1.13) делится на / и дифференцируется, зна

чение производной ЗЬ / 31 выражается из (1.12), а уравнение (1.14) переписывается с учетом (1.15). Итогом преобразований является формула:

(1.16)

</Чи) ё Зъо к ¿/(и)

ЗХ 6/и и - Щ- 31 и - сШ

и2 _1 и2 ]

Получилось уравнение вида:

дъ

+ с

дъ

а

(1.17)

д\ 31

где с - величина, представляющая собой скорость перемещения донных волн; а - величина, характеризующая меру их затухания. Выделяя из уравнения (1.16) выражение для с и используя формулу расхода наносов вида (1.8), можно получить зависимость для безразмерной скорости распространения рифелей и донных гряд на дне речного потока:

- 15 -с 1 4s

— = h— (1.18) U q

Рассматривая с, как скорость перемещения возмущений на поверхности или дне потока, М. де Врис отмечает, что при распространении на поверхности длинных волн безразмерная

скорость будет принимать значения cjU>1, волн речного потока - cjU«l, а при движении донных образований - c/U«l (для

рукавов Рейна в Нидерландах 3< Ь< 7, a c/U ~ 1СГ5 — 1О-6 ) .

Определение положения кривой свободной поверхности и расчет деформаций дна ведется .следующим образом: сначала при помощи уравнений (1.12) и (1.13) находятся значения глубины h и средней скорости U. На следующем шаге решаются уравнения (1.14) и (1.15), при этом с использованием четырехточечной явной разностной схемы определяется значение отметки дна

z0 для новых параметров потока, полученных на первом шаге.

Начальные условия предполагают наличие данных об изменениях по длине участка расхода и уровня воды, высоты дна и расхода наносов на момент времени t = 0 :

Q = Q(/,0), z = z(/,0), z0 = z0(/,0), Qs=Qs(/,0)

Верхнее граничное условие включают в себя гидрографы расхода воды и наносов, а также график колебания уровней:

Q = Q(0,t), z = z(0,t), Qs=Qs(0,t)

Нижнее граничное условие представляет собой кривую расходов Q==Q(L,z).

В.Томас и А.Прасун /156/ предлагают математическую модель, описываемую также в работе М.Куази /150/, которая позволяет оценивать изменения профиля дна потока, свободной поверхности и расхода наносов в результате изменений геометрии потока, фракционного состава и количества поступающих

сверху наносов, распределения донных отложений и графика расходов. Программа может работать с грунтами нескольких фракций и учитывает возможность появления самоотмостки. Движение потока предполагается неустановившимся, но непрерывный график расходов воды заменяется последовательностью установившихся расходов воды, каждый из которых соответствует определенному промежутку времени. Берега реки считаются не-деформируемыми. При необходимости программа позволяет определять объем грунта, подлежащего удалению для обеспечения судоходных условий, однако, к сожалению, в своей работе авторы не привели никаких деталей, касающихся этого вопроса.

Вместо уравнения изменения количества движения (1.1) в рассматриваемой математической модели используется уравнение Бернулли:

' а0О2>| (_а

ъ +

ъ +

+ (1.19)

2gco¿J

где - потери энергии между узлами К и К-1.

Уравнение деформаций записывается в следующем виде: дО с ^ дъ 0

—— + В -2- = 0 (1.20)

д1 дх.

Коэффициент Шези определяется по формуле Р.Маннинга:

С = -Ь1/6 (1.21)

п

где п - коэффициент шероховатости русла, значения которого в процессе расчетов могут изменяться от одного расчетного участка к другому. При моделировании изменений отметок свободной поверхности и дна также используется пошаговый метод: сначала для профиля дна, известного в начале каждого интервала времени А1, решается уравнение (1.19), а затем полученные гидравли-

ческие параметры используются для определения новых отметок дна в расчетных сечениях. При этом применяется явная четырехточечная разностная схема аппроксимации.

Д.Батука и Н.Лесан /134/ описывают математическую модель, позволяющую давать прогноз деформаций дна свободных или зарегулированных потоков. При этом предполагается, что поперечные сечения имеют прямоугольную форму, берега - не-размываемые, движение потока - неустановившееся.

Система исходных уравнений состоит из уравнений движения, неразрывности и баланса наносов, а также формулы расхо да наносов, записанной в функциональном виде:

дъ и <?и 1

-+---+ —

д\ % д\ £

д\

К

д\

дЪ

д\

'1.22

(1.2з:

дъ

+ (1 - ¿г)В —= О

(1.24)

(1.25)

где

К

д1 7 дх

= /((}, В, и)

- модуль расхода, определяемый по выражению:

К - О)С л/Г (1.26)

Отметки кривой свободной поверхности и дна рассчитываются раздельно, причем построение профиля водной поверхности ведется снизу расчетного участка вверх, а профиля дна - сверху вниз. Для "увязки" результатов применяются следующие условия:

г(0,х)= г(0,0)+ (1 - гг^фДО,!:)- го(0,0)] (1.27)

г0(/,х)= г0(/,0) (стабильное дно) (1.28)

г0(/,х)= г0(/,0)+ 1) - / (1 - е) (1.29)

Начальными, нижними и верхними граничными условиями

служат закономерности распределения расхода воды, отметок свободной поверхности и дна по длине рассматриваемого участка реки на момент времени 1 = 0, а также значения тех же величин соответственно на нижнем и верхнем концах расчетного участка в любой момент времени:

о = (3(/,0); г — г(/,0) ; г0 = г0(/,0)

(2 = 0(0,0; г=2(0,1); г0 = 2„(0,0

СНСКМ); г=г(Ь,ф г0 = ъ0(Ь9\)

В процессе вычислений используется неявная четырехточечная схема аппроксимации.

Т.Кифер и Х.Джобсон /146/ рассматривают две отдельные математические модели: потока и транспорта наносов. В модели потока используются уравнения движения и неразрывности для воды. Во второй модели используется одномерное уравнение продольной дисперсии наносов:

да> Б ¿?и со Б г? Г Б ¿у ^ Л

+

= Ф (1.30)

дх д\ д\ \ д!

где О - коэффициент дисперсии;

Ф - интенсивность бокового поступления наносов. Если считать жидкость несжимаемой и произведение коэффициента дисперсии и площади поперечного сечения независимым от /, то уравнение (1.30) примет вид:

дЪ тт дЪ ^ д2<& Ф

-+ и--О -—= — (1.31)

дХ д1 д\2 со

Коэффициент дисперсии находится из выражения:

—2— = 250 (1.32)

ли.

где Я - гидравлический радиус;

У, - динамическая скорость;

- 19 -

250- - средняя величина указанного отношения. Модели абсолютно самостоятельные, они взаимодействуют при помощи массива данных, вводимого в память компьютера. Результаты, полученные на модели потока, записываются на магнитный диск (ширина по зеркалу воды, площадь поперечного сечения, скорость и пр. в каждом сечении и шаге по времени). В нужный момент эта информация используется моделью транспорта наносов.

В работе /135/ Х.Чанг и Д.Хилл предлагают одномерную математическую модель, описывающую деформации русла реки. Однако при этом рассматриваются плановые деформации, что стало возможным благодаря своеобразной схематизации процессов размыва и намыва.

Основными уравнениями являются: уравнение энергии (1.19), уравнение неразрывности (1.2) и уравнение баланса наносов. Последнее записывается в виде:

1 дО , д(о о ---:±_§_ =--В_ (1.33)

1 - е д\ д\

где 0)в - площадь дна потока.

Уравнения энергии и неразрывности используются для построения кривой свободной поверхности.

Из уравнения (1.33), используя левую трехточечную явную разностную схему, можно выразить изменение площади дна в 1-ом сечении для шага по времени А1:

А й)'=---(1.34)

Заключение диссертации по теме «Водные пути сообщения и гидрография», Москаль, Андрей Витальевич

Основные выводы и результаты представленной диссертационной работы можно сформулировать следующим образом:

1. Из распространенных на свободных реках инженерных мероприятий наиболее глубокое влияние на состояние потока и русла оказывают увеличение судоходных глубин посредством интенсивного дноуглубления и разработка подводных русловых карьеров нерудных строительных материалов. Совместная разработка подводных карьеров и подходных каналов к месторождениям НСМ существенно увеличивает антропогенную нагрузку на осваиваемые водоемы. В последние годы интенсивные дноуглубительные работы на крупных судоходных реках Российской Федерации практически не производятся. Однако, не подлежит сомнению, что при будущем росте экономики страны произойдет усиление значения речного транспорта и возрастание роли и объемов путевых работ на реках России.

2. В настоящее время в научной и практической деятельности широкое распространение получили разнообразные математические модели, способные описывать как естественный ход природных процессов, происходящих в речных руслах, так и последствия проводимых там различных видов хозяйственных мероприятий. Стремительный прогресс вычислительной техники позволяет решать задачи, постановка которых еще недавно была невозможной. При этом одним из основных факторов, в значительной степени определяющих достоверность результатов, получаемых при помощи математических моделей речного потока с деформируемым дном, является точность вычисления расхода русловых наносов.

3. Многие задачи, часто встречающиеся в инженерной практике, могут быть решены в рамках одномерной математической модели речного потока. Одномерная постановка особенно часто применяется для прогнозирования изменений естественно

- 199 го режима на участках рек, имеющих большую протяженность. В диссертационной работе выполнен анализ практически использующихся одномерных математических моделей речного потока, на основании которого сделан вывод о том, что число моделей, созданных специально для учета влияния дноуглубления и добычи НСМ на русловой и уровенный режимы рек, невелико, а имеющиеся основываются на алгоритмах, допускающих их дальнейшее усовершенствование.

4. Разработаны алгоритмы расчета отметок кривой свободной поверхности и вычисления русловых деформаций для математического моделирования изменений естественного режима речного потока в результате как раздельного, так и совместного производства дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров НСМ при установившемся или неустановившемся движении воды, с учетом или без учета деформаций дна.

5. Указанные алгоритмы реализованы в нескольких программных комплексах, использующих исходные данные различной полноты и подробности и позволяющих оценивать количественным расчетом влияние проектируемых инженерных мероприятий на уровенный и русловой режимы осваиваемого водоема. Разработанные автором программные комплексы переданы для практического применения в ряд проектных и научных организаций.

6. Выполнено сопоставление результатов, полученных при использовании различных формул расхода наносов, используемых в программных комплексах, учитывающих деформации дна речного потока. Произведен сравнительный анализ этих формул с целью выяснения возможности их совместного применения для моделирования русловых переформирований при разнозернистом составе грунтов.

7. Предложена методика пофракционного расчета расхода наносов в руслах, сложенных неоднородными несвязными грунтами, с использованием комбинации формулы полного расхода на

- 200 носов Л. ван Рейна с формулой для неразмывающей скорости В.П.Троицкого и Б.М.Николаева, имеющей широкий диапазон применимости по диаметрам частиц грунта, глубинам и скоростям течения.

8. Результаты диссертационной работы были использованы при разработке Руководства по улучшению судоходных условий на свободных реках (1992 г.), Руководства по проектированию карьеров (1987 г.) и Методики расчета понижения уровней вода при добыче нерудных строительных материалов (1984 г.), применялись в научно-исследовательских работах, выполненных на кафедре водных путей и водных изысканий СПГУВК.

- 198 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Москаль, Андрей Витальевич, 1999 год

- 201 -СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алабян A.M. Компьютерное моделирование и исследование русловых процессов // IX Межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Тез. докл.-Брянск: БГПИ, 1994. - С.5-7.

2. Андреев О.В., Федотов Г.А. Научные основы прогноза русловых деформаций на мостовых переходах // Русловые процессы и наносы: Тр. V Всесоюз. гидрологического съезда. -Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Т.10. Кн.1. С.397-403.

3. Анциферов С.М., Дебольский В.К. О распространении концентраций и размеров твердых частиц в открытом потоке // Динамика и термика рек. - М.: Стройиздат, 1973 г.

4. Барышников Н.Б., Исаев Д.И. Русловые карьеры и их влияние на судоходство // Внутренние водные пути России. История. Современность. Перспективы... Региональная научно-техническая конференция. Материалы конференции и тезисы докладов. - Спб: СПГУВК, 1998. - С.84-90.

5. Беркович K.M. Виды антропогенного вмешательства и его влияние на русловые деформации рек в различных природных условиях // Русловые процессы и наносы: Тр. V Всесоюз. гидрологического съезда.- Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Т. 10. Кн.1. С.374-380.

6. Беркович K.M., Зайцев A.A., Панин A.B., Чалов P.C. Проблема учета русловых процессов при организации и проведении путевых работ на равнинных реках с галечно-валунными руслами / / Водные пути и русловые процессы: Тр. АВН. - М., 1996. Вып.4. С.56-68.

7. Беркович K.M., Турыгин Л.А. Влияние русловых карьеров на режим перекатов равнинных рек // Водные пути и русловые процессы: Тр. АВН. - М., 1996. Вып.4. С.84-90.

8. Борик С.А., Ехнич М.П. Влияние русловых карьеров на

- 202 -

сопротивление речного русла // Современная география и окружающая среда: Тез. докл. Всерос. научн. конф. - Казань: Казанск. ун-т, 1996. - С.34-36.

9. Бурлай Н.Ф. Гранулометрические и грануломорфологические факторы и закономерности движения наносов // Движение наносов в открытых потоках. - М.: Наука, 1970.

10. Варламов К.Н. Роль местных потерь энергии при спрямлении извилины русла // Труды ЛИВТ. - 1979. Вып.168.-С.106-108.

11. Векслер A.B. Влияние формы частиц наносов на их гидравлические характеристики // Изв. ВНИИГ, 1982, Т.154. -С.52-58.

12. Векслер A.B., Доненберг В.М., Мануйлов В.Л. Применение численных методов при прогнозе трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов // Русловые процессы и наносы: Тр. V Всесоюз. гидрологического съезда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Т.10. Кн.1. С.390-396.

13. Векслер A.B., Доненберг В.М., Мануйлов В. Л., Фрид P.C. Расчет на персональных ЭВМ трансформации русел в нижних бьефах гидроузлов // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Гидравлика гидротехнических сооружений. - Спб.: Изд-во ВНИИГ, 1993. С.140-145.

14. Векслер A.B., Доненберг В.М., Мануйлов В.Л., Фрид P.C. Метод расчета трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов // Изв. ВНИИГ, 1998. Т.230. 4.1. С.115-130.

15. Водные пути бассейна Лены. Под редакцией Р.С.Чалова, В.М.Панченко, С.Я.Зернова. М., МИКИС, 1995. -600 с.

16. Воеводин А.Ф., Никифоровская B.C., Овчарова A.C. Математическое моделирование гидравлических, гидрофизических и русловых процессов в одномерных системах открытых водотоков // Русловые процессы и наносы: Тр. V Всесоюз. гидрологи-

- 203 -

ческого съезда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Т.10. Кн.2. С.296-302.

17. Гладков Г.Л. Гидравлическое сопротивление подвижного русла при низких уровнях воды // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1984. - N 5. - С.86-89.

18. Гладков Г.Л., Москаль A.B. Влияние дноуглубительных работ и добычи НСМ на русловой режим реки Собь // Резервы пропускной способности портовых сооружений и рационализация методов ведения путевых работ в газонефтедобывающих районах Сибири: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1988. - С.90-97.

19. ГОСТ 25100-82. Грунты (классификация). - М.: Госстрой СССР, 1989. - 25 с.

20. Гончаров В.Н. Основы динамики русловых потоков. -Л.: Гидрометеоиздат, 1954. - 452 с.

21. Гришанин К.В. Теория руслового процесса. - М. : Транспорт, 1972. - 216 с.

22. Гришанин К.В. Расход русловых наносов в реках с песчаным дном // Русловые процессы и методы их моделирования. Изд.44. - Л.: Энергия, 1977. - С.8-14.

23. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 312 с.

24. Гришанин К.В. Как ведет себя речной поток? // Метеорология и гидрология. - 1984. N 9. - С.95-100.

25. Гришанин К. В. Основы динамики русловых потоков: Учебник для институтов водн. трансп. - М. : Транспорт, 1990. - 320 с.

26. Гришанин К. В. Гидравлическое сопротивление естественных русел. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 183 с.

27. Гришанин К.В., Гладков Г.Л., Лавыгин A.M., Москаль A.B., Соколов Ю.П. Реакция речного потока на искусственные изменения его русла // Русловые процессы и наносы: Тр. V Всесоюз. гидрологического съезда. - Л.: Гидрометеоиздат,

- 204 -1988. Т.10. Кн.1. С.362-373.

28. Гришанин К.В., Дегтярев В.В., Селезнев В.М. Водные пути: Учебник для ВУЗов. - М.: Транспорт, 1986. - 400 с.

29. Громадка IX Т., Лей Ч. Комплексный метод граничных элементов в инженерных задачах: Пер. с англ. - М. : Мир, 1990. - 303 с.

30. Гудман С.Е., Хидетниеми С.Т. Введение в разработку и анализ алгоритмов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 368 с.

31. Дегтярев В.В. Улучшение судоходных условий сибирских рек. - М.: Транспорт, 1987. - 176 с.

32. Дегтярев В.В. Охрана окружающей среды. - М. : Транспорт, 1989. - 208 с.

33. Дегтярев В.В., Долгашев В.А., Чернышев Ф.М. Гидравлические возможности судоходных рек в свободном состоянии // Тр. НИИВТ. 1968. Вып.28. С.13-23.

34. Долгашев В.А. К оценке эффективности .землечерпательных работ // Тр. НИИВТ. 1976. Вып.102. С.21-28.

35. Долгашев В.А., Жук А.Ю. Расчет кривых свободной поверхности при производстве дноуглубительных работ с использованием ЭВМ // Водные пути и путевые работы на реках Сибири: Сб.науч.тр. - Новосибирск: НИИВТ, 1984. С.3-6.

36. Журавлев М.В. Гидравлическое сопротивление на повороте речного русла // Повышение пропускной способности портовых и судоходных сооружений: Сб. науч. тр. - Л.: ЛИВТ, 1987. - С.184-190.

37. Журавлев М.В. Лабораторные исследования гидравлического сопротивления речных извилин // Совершенствование технической эксплуатации, проектирования и расчета гидротехнических сооружений и технологии путевых работ на реках: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1990. С.101-106.

38. Журавлев М.В., Москаль A.B., Орлова Л.П., Серебряков A.B. Расчет концентрации наносов по длине водотока при

- 205 -

добыче нерудных строительных материалов // Технический прогресс в проектировании и эксплуатации водных путей и гидротехнических сооружений: Сб. науч. тр. - Л.: ЛИВТ, 1983, вып.176. - Л.: Транспорт. - С.108-114.

39. Жученко В.А. Новая технология гидромеханизированной добычи и переработки грунтов. - М.: Стройиздат, 1973. 288 с.

40. Зегжда А.П. Гидравлические потери на трение в каналах и трубопроводах. - Л., М.: Госстройиздат, 1957. - 276 с.

41. Знаменская Н.С. Экспериментальное исследование формы гряд и сопротивления русла при грядовой структуре дна // Труды ЛПИ. - 1960. - Вып.208. - С.133-142.

42. Иванов В.В. Метод гидравлического расчета элементов водного режима в дельтах рек // Расчеты элементов гидрологического режима арктических рек: Тр. ААНИИ, - Л. : Гидрометеоиздат, 1966. Т.283. С.30-63.

43. Иванов В.В.. Элементы водного режима устьевых участков рек и методы их гидравлического расчета // Речная гидравлика и русловые процессы. - М.: МГУ, 1976. С.109-122.

44. Иванов В.В., Михалев М.А., Марченко A.C., Пискун A.A., Чернин К.Е. Методика гидравлического расчета водного режима многорукавных дельт с учетом руслового процесса // Устья рек: Тез. докл. V Всесоюз. гидрологического съезда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С.22-23.

45. Ильин Н. И. Русловая добыча и перевозка нерудных строительных материалов. - М.: Транспорт, 1987. - 232 с.

46. Инструкция по землечерпательным работам / Минреч-флот РСФСР. - М.: Транспорт, 1989. - 64 с.

47. Караушев A.B. Гидравлика рек и водохранилищ. - Л. : Речиздат, 1955. - 292 с.

48. Караушев A.B. Речная гидравлика. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 416 с.

49. Кнороз B.C. Неразмывающая скорость для несвязных

- 206 -

грунтов и факторы её определяющие // Изв.ВНИИГ. 1958. Т.59. С.62-81.

50. Кнороз B.C. Влияние макрошероховатости русла на его гидравлическое сопротивление // Изв.ВНИИГ. - 1959. - Т.62. -С.75-96.

51. Кнороз B.C. "Неразмывающие" (предельные) скорости разнозернистых по крупности материалов // Изв. ВНИИГ. 1962. Т.71. С.19-38.

52. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко В.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. - JI.: Гидро-метеоиздат, 1982. - 272 с.

53. Кюнж Ж.А., Холли Ф.М., Вервей А. Численные методы в задачах речной гидравлики: практическое применение: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 256 с.

54. Леви И.И. Динамика русловых потоков. Изд. 2-е пере-раб. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 252 с.

55. Магомедова A.B. Эрозионные процессы в руслах рек и каналов. - М.: Изд-во ВЗПИ, 1990. - 203 с.

56. Маккавеев Н.И., Шатаева С. Г. Границы применения землечерпания на равнинных реках // Тр. ЦНИИЭВТ. 1972. Вып.100. С.46-57.

57. Маккавеев Н.И.,. Чалов P.C. Русловые процессы.- М. : МГУ, 1986. - 264 с.

58. Марченко В.И. Методические подходы к оценке ущерба рыбному хозяйству от производства дноуглубительных работ и отвалов грунта // Дноуглубительные работы и проблемы охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов: Тез. докл. Всерос. научн. конф. - Астрахань, 1984, с.74-75.

59. Математическое моделирование. Под ред. Д.Эндрюса и Р.Мак-Лоуна: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 280 с.

60. Методика расчета понижения уровней воды при добыче

- 207 -

нерудных строительных материалов / Главное управление портов МРФ РСФСР. - М.: Транспорт, 1984. - 20 с.

61. Москаль A.B. Методы численного решения задачи о русловых деформациях // Работа транспортного флота на водных путях: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1982. - С.27-34.

62. Москаль A.B. Программа расчета отметок кривой свободной поверхности с учетом деформаций дна / / Водные пути и портовые гидротехнические сооружения: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1983. - С.47-53.

63. Москаль A.B. Влияние дноуглубления на уровенный режим рек (на примере нижней Оки) // Исследование русловых процессов для практики народного хозяйства: Тезисы докл. III Всесоюз. науч. конференции. - М.: МГУ, 1983. С.259-260.

64. Москаль A.B. Программа расчета понижения уровней воды при интенсивном дноуглублении // Русловой процесс на реках и путевые работы для судоходства и повышения эффективности работы гидротехнических сооружений: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1985. - С.132-139.

65. Москаль A.B. Расчет при помощи ЭВМ влияния русловых карьеров на уровенный режим рек // Обеспечение судоходных условий на свободных и шлюзованных участках рек и работа транспортного флота: Сб.науч.тр. - Л.: ЛИВТ, 1986. - С.140-148.

66. Москаль A.B. Расчет на ЭВМ деформаций дна и понижения уровней воды при разработке подводных карьеров // Зако номерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях: Тезисы докл. IV Всесоюз. науч. конференции. - М.: МГУ, 1987. С.379-380.

67. Москаль A.B. Расчет на ЭВМ влияния разработки подводных карьеров и подходных каналов к месторождениям НСМ на русловой режим рек // Интенсификация использования речных путей, судоходных и портовых гидротехнических сооружений и

- 208 -

охрана окружающей среды: Сб. науч. тр. - JI. : ЛИВТ, 1988. -С.15-25.

68. Москаль A.B. Численное моделирование освоения подводного месторождения НСМ и расчет негативных последствий его разработки // IX Межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Тез. докл.- Брянск: БГПИ, 1994. - С.97-99.

69. Москаль A.B. Численное моделирование негативных последствий разработки подводных карьеров НСМ на Верхней Томи / / Внутренние водные пути России. История. Современность. Перспективы... Региональная научно-техническая конференция. Материалы конференции и тезисы докладов. - Спб: СПГУВК, 1998. - С.128-131.

70. Москаль A.B., Николаев Б.М. Расчет расхода наносов в руслах с разнозернистым составом грунтов // Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей: Тезисы докл. IV конф. - М.: ИВП РАБ, 1994. Т.1. - С.286-288.

71. Москаль A.B., Николаев Б.М. О применимости формул расхода наносов при разнозернистых грунтах // Высшее образование в современных условиях: Тезисы докл. Всероссийск. науч.-метод. конференции. - СПб.: СПГУВК, 1996. Ч.И. - С.176-177.

72. Москаль A.B., Соколов Ю.П. Оценка экологических последствий подводной добычи НСМ на Шумашинском перекате реки Оки // Науч.-метод, конференция: Тезисы докл. 4.11. СПб: СПГУВК, 1998. - С.161.

73. Николаев Б.М., Москаль A.B. Вычисление расхода наносов в песчано-галечных руслах // Материалы Всероссийск. науч.-метод. конференции: Сб. тезисов. - Спб.: Изд-во СПГУВК, 1994. С.110-111.

74. Николаев Б.М., Москаль A.B. Сравнительный анализ формул расхода наносов, используемых для инженерных расчетов

- 209 -

// IX Межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Тез. докл.- Брянск: БГПИ, 1994. С.103-105.

75. Николаев Б.М., Москаль A.B. Пофракционный расчет расхода наносов в руслах, сложенных неоднородными несвязными грунтами // Сб.научн.трудов. - Спб.: СПГУВК, 1996. - С.268-287.

76. Николаев Б.М., Москаль A.B. О границах применимости формул расхода наносов в случае разнозернистых грунтов // Современная география и окружающая среда: Тез. докл. Всерос. научн. конференции. - Казань: Казанск. ун-т, 1996.

С. 143-144 .

77. Николаев Б.М., Троицкий В. П. Оценка устойчивости русел усовершенствованными методами влекущей силы и эпюр скоростей // VII Межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Тез. докл.- Ижевск: У дм. ун-т, 1992, - С.68-69.

78. Овчарова A.C. Численный метод расчета деформации дна в системах открытых русел и каналов. - В кн. : Динамика сплошной Среды. Вып. 52, Новосибирск, Институт гидродинамики СО АН СССР, 1981, с.78-87.

79. Отчет о НИР / ЛИВТ, 1310, рук. К.В.Гришанин. -№ГР 70026356. - Л., 1971. - 55 с.

80. Отчет о НИР / ЛИВТ, 77-338, рук. В.М.Селезнев. -№ГР 77046377, инв.№ Б-715606. - Л., 1978. - 126 с.

81. Отчет о НИР / ЛИВТ, 77-338, рук. В.М.Селезнев. -№ГР 77046377, инв.№ Б-903506. - Л., 1980. - 302 с.

82. Отчет о НИР / ЛИВТ, 7 9-559, рук. А.В.Серебряков. -№ГР 79055122, инв. №02820077 920. - Л., 1982. - 54 с.

83. Отчет о НИР / ЛИВТ, 82-685, рук. В.М.Селезнев. -№ГР 01828039941. - Л., 1982. - 59 с.

84. Отчет о НИР / ЛИВТ, 82-865, рук. К.В.Гришанин. -

- 210 -

№ГР 0182.9039940, инв.№ 02840026618. - Л., 1984. - 170 с.

85. Отчет о НИР / ЛИВТ, 82-865, рук. К.В.Гришанин. -№ГР 0182.9039940. - Л., 1984. - 41 с.

86. Отчет о НИР / ЛИВТ, 85-820, рук. Ю.П.Соколов. -№ГР 01.85.0039453. - Л., 1986. - 70 с.

87. Отчет о НИР / ЛИВТ, 86-104, рук. Г.Л.Гладков. -№ГР 01.86.0042707. - Л., 1987. - 104 с.

88. Отчет о НИР / ЛИВТ, 89-231, рук. Г.Л.Гладков. - Л., 1989. - 100 с.

89. Отчет о НИР / ЛИВТ, 89-219 (89-304), рук. А.В.Зер-нов. - Л., 1990. - 82 с.

90. Отчет о НИР / ЛИВТ, 91-223, рук. Г.Л.Гладков. - Л., 1991. - 44 с.

91. Отчет о НИР / ЛИВТ, рук. А.В.Москаль. - Л., 1991. -

19 с.

92. Отчет о НИР / АОЗТ Петромор, рук. А.М.Гапеев. -Спб., 1993. - 44 с.

93. Отчет о НИР / СПГУВК, 94-213, рук. А.М.Гапеев. -СПб., 1994. - 30 стр.

94. Павловский H.H. Гидравлический справочник. - М., Л.: ОНТИ, 1937. - 890 с.

95. Пейре Р., Тейлор Т. Вычислительные методы в задачах механики жидкости: Пер. с англ. - Л. : Гидрометеоиздат, 1986. - 352 с.

96. Песочинский В.Н. Современные технические средства и технология дноуглубительных работ / Водный транспорт. Итоги науки и техники. ВИНИТИ (Москва). - 1989. - Т.14. - С.4-172.

97. Петухова Г.А. Камеральная обработка и методы представления результатов гранулометрического анализа наносов // Сток наносов, его изучение и географическое распределение / Под ред. А. В. Караушева - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

С.81-82.

- 211 -

98. Пискун A.A. Методика гидравлического расчета перераспределения расходов и уровней воды в сложноразветвленных дельтах рек при отсутствии данных наблюдений за русловыми деформациями // Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей: Тезисы докл. IV конф. - М.: ИБП РАН, 1994. Т.2. - С.134-135.

99. Попа Л.Л., Панас Е.А., Бобок H.A. Влияние добычи руслового аллювия и дноуглубительных работ на ихтиофауну Днестра // Дноуглубительные работы и проблемы охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов: Тез.докл. Всерос. научн. конф. - Астрахань, 1984, с.18-20.

100. Порочкин Е.М., Забраилов А.Ю. Внутренние водные пути СССР: Справочник. - М.: Транспорт, 1975. - 432 с.

101. Разумихина К.В. Точность измерений стока наносов // Сток наносов, его изучение и географическое распределение / Под ред. А.В.Караушева - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

С.43-45.

102. Рекомендации по расчету трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов: П 95-81/ ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева. -Л., 1981. - 99 с.

103. Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 128 с.

104. Ржаницын H.A., Рабкова Е.К. Метод оценки эффективности путевых работ на свободных реках // Речной транспорт. - 1968. - № 11. - С.35-39.

105. Руководство по расчету деформаций русла и прорезей на перекатах судоходных рек / МРФ РСФСР. - М.: Транспорт, 1965. - 148 с.

106. Руководство по проектированию коренного улучшения судоходных условий на затруднительных участках свободных рек / МРФ РСФСР.- Л.: Транспорт, 197 4.- 209 с.

- 212 -

107. Руководство по применению ЭВМ при проектировании землечерпательных и выправительных работ/ МРФ РСФСР. - М. : Транспорт, 1975. - 208 с.

108. Руководство по методам расчета, планирования и оценке эффективности путевых работ на свободных реках / МРФ РСФСР. - М.: Транспорт, 1978. - 104 с.

109. Руководство по проектированию карьеров. Мероприятия по предотвращению понижения уровней воды. - JI.: Транспорт, 1987. - 51 с.

110. Руководство по улучшению судоходных условий на свободных реках / Главводпуть концерна Росречфлот, Тр. ЛИВТ, 1992. - 312 с.

111. Сальников Н.Е., Черномашенцев А.И., Сливка А.П. Экологические и рыбохозяйственные последствия дноуглубительных работ // Дноуглубительные работы и проблемы охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов : Тез. докл. Всерос. научн. конф. - Астрахань, 1984, с.3-5.

112. Седых А.И. О методах количественной оценки эффективности землечерпательных и выправительных работ на свободных реках // Тр. НИИВТ. 1974. Вып.88. - С.3-15.

113. Серебряков A.B. Расчет отметок свободной поверхности устьевого участка притока зарегулированной реки с учетом деформаций русла в половодье // Водные пути и гидротехнические сооружения: Тр. ЛИВТ, вып.158. - Л.: Транспорт, 1977. С.100-104.

114. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения. - М.: Стройиздат, 1986. - 59 с.

115. Снищенко Б.Ф. Заносимость дноуглубительной прорези в межень // Труды ЛИВТ. - 1963. - Вып.46. - С.49-58.

116. Снищенко Б.Ф. К расчету длины гряд в открытых потоках // Метеорология и гидрология. - 1980. - N.2. - С.89-96.

- 213 -

117. Соколов Ю.П. Уровенный режим рек при карьерных разработках русла // Технический прогресс в проектировании и эксплуатации водных путей и гидротехнических сооружений: Тр. ЛИВТ, 1983, вып.176. - Л.:' Транспорт. - С.101-108.

118. Стариков A.C. Технологические процессы земснарядов. - М.: Транспорт, 1989. - 223 с.

119. Теоретические основы и конструирование численных алгоритмов задач математической физики.. Под ред. К.И.Бабен-ко. - М.: Наука, 1979. - 296"с.

120. Троицкий В.П. Предельные неразмывающие касательные напряжения и скорости течения для несвязных грунтов и учет факторов, оказывающих на них влияние // Гидравлика дорожных водопропускных сооружений: Тез. докл. IV Респ. науч.-техн. конф. - Саратов, 1985. - С.101-104.

121. Троицкий В.П. Влияние регулярных выступов макрошероховатости на предельные неразмывающие касательные напряжения и скорости течения в случае несвязных грунтов // Изв. ВНИИГ, 1986, Т.196. - С.26-31.

122. Фащевский Б.В. Основы экологической гидрологии. -Минск, "Экоинвест", 1996. 240 с.

123. Черномашенцев А.И., Сальников Н.Е., Герштан-ский Н.Д. Основные виды загрязнений при дноуглубительных работах // Дноуглубительные работы и проблемы охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов: Тез. докл. Всерос. научн. конф.- Астрахань, 1984, с.28-30.

124. Чернышев Ф.М. К расчету максимально возможных судоходных глубин на свободных реках // Тр. НИИВТ. 1968. Вып.38. С.143-150.

125. Чернышов Ф.М., Моисеев Ю.Ф. Сопоставление формул для расчета расхода влекомых наносов // Тр. НИИВТ. 1968. Вып.38. С.12-26.

126. Чугаев P.P. Гидравлика (техническая механика жид-

- 214 -

кости). - JI.: Энергия, 1975. - 600 с.

127. Шапиро Х.Ш. Регулирование твердого стока и русловых процессов при водозаборе в оросительные системы на равнинных участках рек, транспортирующих большие количества взвешенных и влекомых наносов: автореф. дисс. ... д-ра техн. наук. М., 1973.

128. Шатаева С.Г. Определение объемов землечерпания // Тр. ЦНИИЭВТ. 1972. Вып.100. С.58-7 6.

129. Эббот М.В. Гидравлика открытого потока. - Вычислительная гидравлика: Пер. с англ. - М. : Энергоатомиздат, 1983. - 272 с.

130. Юракова Т.В. Влияние добычи гравия на ихтиофауну реки Томи // Дноуглубительные работы и проблемы охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов: Тез. докл. Всерос. научн. конф.~ Астрахань, 1984, с.10-12.

131. Alam Abu M.Z., Kennedy J.F. Friction factors for flow in sand bed channels // Proc.ASCE Hydr. Div. - 1969. -Vol.95, N 6. - P.1973-1992.

132. An evaluation of flood prediction using alluvialriver models. Advisory board on the built environment. National research council. - National academy press, Washington, DC, USA, 1983, p.127.

133. Bagnold R.A. An approach to the sediment transport problem from general physics. - U.S. Geol. Survey, 1966, Prof. Paper 422-J.

134. Batuca D., Lesan N. Morphological aspects of the great multipurpose sistems optimization // XVII Congress of IAHR. - Baden-Baden, 1977. P.475-481.

135. Chang H.H., Hill J.C. Computer modeling of flood channels and deltas // Journ. Hydr. Div., ASCE. - 1976. Vol.102. P.1461-1477.

136. De Vries M. Solving river problems by hydraulic

- 215 -

and mathematical models. - Jablona, 1969, 163p.

137. Einstein H.A., Barbarossa N.L. River channel roughness // Trans. ASCE.- 1952.- Vol.117.- P.1121-1132.

138. Garde R.J., Ranga Raju K.G., Mehta P.J. Bed level variation in aggrading alluvial streams // XIX Congress of IAHR. - New Delhi, 1981. P.247-253.

139. Gladkov G.L. Hydraulic resistance in natural channels with movable bed. // Proc. of the Int. Symp. East-West, North-South Enc. on the State-of-the-art in Riv.Eng. Methods and Design Philosophies, St.Petersburg. - 1994. -Vol.1.- P.81-91.

140. Graf W.H. Flow resistance for steep, mobile channels // Comm. Lab. d'Hydraul. EPEL, Lausanne. - 1987. -N.54. - P.1-12.

141. Graf W.H., Acaroglu E.K. Sediment transport in conveyance systems (Part 1) / Bull, of the IASH, XHI-e Annee, N 1, 1968, p.20-39.

142. Griffiths G.A. Flow resistance in coarse gravel bed rivers // J.Hydr.Eng.-1989.-Vol.115, N. 3.-P.340-355.

143. Grishanin K.V. Hydraulic resistance of sand beds // Proc.Second Int.Symp. River Sedimentation, Nanjing, 1983. - P.234-238.

144. Grishanin K.V. The influence of dredging on water levels and flow velocities in rivers // Bull. PIANC, 1981, -Vol.2, N.39.

145. Jaramillo Torres W.F., Jain S.C. Aggradation and degradation of alluvial-channel beds // Journ. Hydr. Engin., ASCE. - 1984. Vol.110. No.8. P.1072-1085.

14 6. Keefer T.N., Jobson H.E. River transport modeling for unstedy flows // Journ. Hydr. Div., ASCE. - 1978. Vol.104. P.635-647.

147. Limerinos J.T. Determination of Manning

- 216 -

coefficient from measured bed roughness in natural channels // U.S. Geol. Survey Water. Suppl. Paper 1898 B. - 1970. -P.1-47.

148. Manning R. On the flow of water in open channels and pipes // Proceeings of the Institution of Civil Engineers of Ireland. - 1890, 20. P.161-206.

149. Meyer-Peter E., Muller R. Formulas for bed-load transport // Proc. Sec. Meet. Intern. Assoc. Hydr. Struct. Res.-Stockholm. 1948.- Appendix 2.- P.39-64.

150. Quazi M.E. Mathematical modeling and prototype verification of Embarras Cutoff // XIX Congress of LAHR. -New Delhi, 1981. P.373-379.

151. Ranga Raju K.G., Soni J.P.- Geometry of ripples and dunes in alluvial channels // J.Hydr.Res. - 1976. - Vol.14, N.3. - P.241-249.

152. Sharma H.D., Varscheney D.V. Bed form friction in alluvial channels // Irrigation and Power.- 1974. - Vol.31, N 4. - P.425-435.

153. Sohrgen B., Kellermann J., Loy G. Modeling of the Danube and Isar Rivers Morphological Evolution. Part I: Mearsurements and Formulation // 5th Int. Symp. on River Sedimentation. - Karlsruhe, 1992. P.1175-1207.

154. Sony J.P., Garde R.J., Ranga Raju K.G. Aggradation in alluvial channels due to increase in sediment load // XVII Congress of IAHR. - Baden-Baden, 1977. P.151-157.

155. Stricler A. Beitrage zur Frage der Gesehwindig-keitsformel und der Rauchigkeitszahlen fur Strome, Kanale und geschlossene Leitungen// Mitteilungen des eidgenossischen Amtes fur Wasserwirtschaft. - 1923. - N.16.

156. Tomas W.A., Prasuhn A.L. Mathematical modeling of sediment transport scour and deposition in river channels // XVII Congress of IAHR. - Baden-Baden, 1977. P.137-144.

- 217 -

157. Van Rijn L.C. Sediment Transport. Part I: Bed load transport // Journ. of Hydr. Eng., ASCE, Vol.110, No.10, 1984. - p.p.1431-1456.

158. Van Rijn L.C. Sediment Transport. Part III: Bed Forms and Alluvial Roughness // Journ. of Hydr. Eng., ASCE, Vol.110, No.12, 1984. - p.p.1733-1754.