Совершенствование головной системы питания судоходного шлюза с короткими обходными галереями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат технических наук Мильцын, Дмитрий Алексеевич

  • Мильцын, Дмитрий Алексеевич
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2012, Нижний Новгород
  • Специальность ВАК РФ05.23.07
  • Количество страниц 134
Мильцын, Дмитрий Алексеевич. Совершенствование головной системы питания судоходного шлюза с короткими обходными галереями: дис. кандидат технических наук: 05.23.07 - Гидротехническое строительство. Нижний Новгород. 2012. 134 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мильцын, Дмитрий Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СУДОХОДНЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ

1.1. Судоходные гидротехнические сооружения в современном транспортном комплексе

1.2. Проблема пропускной способности судоходных гидротехнических сооружений

1.3. Перспективы исследования систем опорожнения судоходных шлюзов

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОПОРОЖНЕНИЯ КАМЕРЫ ШЛЮЗА

2.1. Основные задачи лабораторных исследований и план эксперимента

2.2. Лабораторная установка и методика проведения эксперимента

2.3. Обработка данных лабораторных исследований

2.4. Определение гидравлических характеристик лабораторной модели судоходного шлюза

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССА ОПОРОЖНЕНИЯ КАМЕРЫ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

3.1. Теоретические основы математического моделирования гидродинамики процесса опорожнения камеры шлюза

3.2. Технология численного моделирования процесса опорожнения камеры судоходного шлюза

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ПРОЦЕССА ОПОРОЖНЕНИЯ КАМЕРЫ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

4.1. Особенности гидродинамики процесса опорожнения камеры судоходного шлюза

4.2. Исследования входной части коротких обходных галерей системы опорожнения шлюза

4.3. Исследования балок гашения системы опорожнения судоходного шлюза

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

82

98 104

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Гидротехническое строительство», 05.23.07 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование головной системы питания судоходного шлюза с короткими обходными галереями»

ВВЕДЕНИЕ

Водный транспорт является важной частью транспортной системы страны, активно способствуя развитию экономики. В силу комплексного использования естественных водных ресурсов, неотъемлемой составляющей внутренних водных путей стали судоходные шлюзы.

Судоходные шлюзы представляют собой сооружения, предназначенные для преодоления судами сосредоточенного напора воды, возникающего при строительстве плотин, гидроэлектростанций или при соединении каналами рек с разным уровнем воды.

К концу 80-х гг. XX века развитие воднотранспортных перевозок начали тормозить судоходные шлюзы, которые ограничивали пропускную способность гидротехнического сооружения. Этому способствовали длительные ожидание захода в камеру, транспортные пробки, что привело к серьёзным финансовым потерям грузоперевозчиков.

Структурные изменения в стране и спад в экономике в 90-х годах прошлого века дали лишь временную отсрочку в поисках путей решения вопроса интенсификации судоходства на шлюзованных участках.

В середине 90-х годов XX века произошел провал в навигации. Но к 2002-2003 году грузопотоки стали восстанавливаться. Так, в начале 90-х годов еженавигационно на Волге шлюзовалось порядка 48-50 тыс. судов, а в 1996 году их число уменьшилось до 38,2 тыс. В период с 1996 по 2002 г. наметился ежегодный устойчивый рост числа прошлюзовавшихся судов, который к 2003 г составил 54,4 тыс. и продолжается в настоящее время.

В восьмидесятых годах средний период прохождения судна через Волго-Донской судоходный канал (ВДСК) составляло 22,2 ч., в 1996 г. - 15,9 ч., а в 2004 г. - 25,0 ч. При прохождении судов через Волго-Балтийский водный путь (ВБВП) от Череповца до Санкт-Петербурга в 90-х г.г. XX в. требовалось трое суток, а в настоящее время не менее пяти, что ведет к потерям грузоперевозчиков более 600 млн. руб. в год. Аналогичная ситуация и в других бассейнах европейской части страны.

Наполнение и опорожнение камер шлюзов осуществляется при помощи разнообразных водопроводных устройств, составляющих систему питания шлюза водой. Работа любой системы питания шлюза заключается в основном во впуске в камеру и выпуске из нее воды (в размере сливной призмы) и их регулировании.

Системы питания судоходных шлюзов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Система питания шлюза должна обеспечивать наполнение и опорожнение камеры в течение определенного времени, установленного в соответствии с заданной пропускной способностью шлюза.

2. Наполнение и опорожнение камеры должны происходить в течение заданного времени при удовлетворительных условиях отстоя и маневрирования судов в камере судоходного шлюза и ожидающих шлюзования в подходных каналах.

3. При многократном наполнении и опорожнении камеры не должно происходить повреждений отдельных элементов шлюза потоком воды (размывов дна камеры и подходных каналов, кавитационных явлений, вибрации водопроводных затворов и других).

Типовая система питания любого судоходного шлюза состоит из галерей - бетонных водоводов поперечного сечения порядка нескольких квадратных метров, предназначенных для пропуска большого расхода воды в камеру и выпуске из неё; затворов, служащих для перекрытия галерей и регулирования процессами наполнения и опорожнения камеры, и специальных гасительных устройств, предназначенных для снижения энергии потока воды.

Если бы вода могла подаваться системами питания в камеры шлюзов в течение всего периода их наполнения равномерно по всей площади камеры и таким же образом выпускаться из камеры при опорожнении, то при практически неразрываемых камерах и водопроводных системах шлюзов, наполнение и опорожнение камер могли бы происходить как угодно быстро.

На практике вода подается в камеру шлюзов при их наполнении и забирается из камер при их опорожнении в зависимости от качества системы питания более или менее неравномерно как по длине камеры, так и по времени. В результате этого в камере происходит неустановившееся движение воды, которое в свою очередь вызывает переменное по времени очертание ее свободной поверхности. Кроме того, в районе выпуска воды в наполняемой камере образуются местные гидравлические явления, связанные с гашением скорости и энергии поступающего в камеру потока.

Исходя из этого, главным лимитирующим фактором наполнения и опорожнения камеры является гидродинамическая сила, которая воздействует со стороны потока на суда, находящиеся соответственно в камере шлюза и в подходном канале. Для снижения этой силы используются специальные гасительные устройства, но их форма и размеры подбираются опытным путём, и они не всегда отвечают предъявляемым к ним требованиям.

Главным критерием при оценке работы шлюзованного участка является продолжительность периода прохождения его судном, которая определяется временем прохода судна через шлюз и временем ожидания шлюзования. Эти интервалы времени зависят от многих факторов и колеблются в широких пределах. Например, судно может пройти через шлюз без ожидания, либо в связи с очередью на шлюзование или малыми глубинами на порогах шлюза задержаться на несколько часов или суток (как на Городецком и Чайковском шлюзах).

Для удобства анализа время судопропуска через шлюз подразделяют на машинную и движенческую составляющие. Под движенческой понимают время на вход и выход из камеры шлюза. В основном эта составляющая зависит от габаритов пути и наличия лимита глубин на подходах к шлюзам. Машинная составляющая включает в себя группу временных отрезков в пределах которых происходит открытие/закрытие ворот и наполнение/опорожнение камеры шлюза. Эта величина имеет чисто техногенный характер и определяется работой механического оборудования шлюза.

Движенческую составляющую уменьшись весьма проблематично, так как габариты пути имеют ограниченные значения и не поддаются изменениям на действующих сооружениях, а уровни воды носят вероятностный характер. Поэтому более приемлемо сокращение времени судопропуска через шлюз путем изменения машинной составляющей. Наиболее значимыми в данном случае являются время наполнения и опорожнения камеры. Исследованием процесса наполнения камеры судоходного шлюза занималось большое количество ученых и в настоящее время он изучен достаточно полно. При этом сходный процесс опорожнения камеры затрагивался исследователями редко и изучен недостаточно.

Большинство шлюзов европейской части России имеют короткие обходные галереи для опорожнения камеры шлюза. В процессе опорожнения поток покидает основную камеру через короткие обходные галереи, расположенные в стенках нижней головы шлюза.

Традиционно исследования таких систем проводятся с помощью лабораторных экспериментов и при проектировании конфигураций галерей выбираются наиболее обтекаемые формы. Однако исследования на моделях имеют ряд недостатков, связанных с учетом масштабного фактора, и не всегда способны дать полную информацию о происходящем процессе. С учетом этого определенный практический интерес представляет исследование структуры потока через систему опорожнения с применением современных методов исследования, в частности математического

5

моделирования. Из опыта эксплуатации судоходных шлюзов известно, что при опорожнении камеры через обходные галереи в потоке образуются застойные (водоворотные) зоны. Эти зоны значительно сжимают живое сечение, следовательно, расход, проходящий через систему питания, снижается и увеличивается время опорожнения. Так же возникновение этих зон приводит к дополнительной динамической нагрузке на стенки галерей и сороудерживающие решетки, которая может привести к кавитации и ускоренному разрушению конструкций системы питания.

Не исследовались характер распределения расхода в выходных галереях нижнего бьефа. Поток с большой непогашенной энергией, попадая в нижний подходной канал шлюза, отрицательно воздействует на суда, ожидающие шлюзования, и может привести к значительному размыву самого канала. Неравномерное распределение потока при выходе в нижний бьеф, недостаточно плавное обтекание конструктивных элементов может открыть новые резервы ускорения процесса опорожнения камеры и увеличения пропускной способности судоходного сооружения.

Таким образом, главной целью работы является совершенствование конструкций системы питания шлюза с короткими обходными галереями. Для достижения поставленной цели планируется решение следующих задач: проанализировать современное состояние судоходных гидротехнических сооружений; выполнить развернутые лабораторные исследования системы опорожнения камеры на модели типового шлюза; разработать математическую модель процесса опорожнения камеры судоходного шлюза и верифицировать её на соответствие экспериментальным данным; используя разработанную математическую модель процесса опорожнения камеры шлюза, провести углубленный анализ гидродинамики потока; разработать рекомендации по улучшению структуры потока с целью увеличения пропускной способности судоходных сооружений и повышения безопасности их эксплуатации.

б

1 СУДОХОДНЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ И

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИХ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ

1.1 Судоходные гидротехнические сооружения в современном транспортном комплексе

Транспорт - важнейшая составная часть производственной инфраструктуры России. Развитие транспортной системы становится в настоящее время необходимым условием реализации инновационной модели экономического роста Российской Федерации и улучшения качества жизни населения. Устойчивое и эффективное функционирование транспорта является необходимым условием обеспечения целостности, национальной безопасности и обороноспособности страны, рациональной интеграции России в мировую экономику.

Морской и речной транспорт, наряду с другими видами транспорта и инфраструктурными отраслями, обеспечивает базовые условия жизнедеятельности общества, являясь важным инструментом достижения социальных, экономических, внешнеполитических целей.

Совершенствование транспортной инфраструктуры на основе формирования и дальнейшего развития опорной транспортной сети -инфраструктуры морских, речных портов и внутренних водных путей -является одним из стратегических направлений проводимой государственной политики в транспортном комплексе, полномочием и ответственностью государства. Комплексное решение данной задачи на государственном уровне - необходимое условие для привлечения и развития бизнеса в данном секторе экономики.

Внутренний водный транспорт обеспечивает реализацию транзитного потенциала России в рамках международных транспортных коридоров, играет незаменимую роль в транспортном обеспечении труднодоступных районов и завозе грузов в районы Крайнего Севера, является самым экологически чистым видом транспорта. Речной транспорт обслуживает шестьдесят один субъект Российской Федерации, а также осуществляет внешнеторговые перевозки.

Согласно концепции развития транспорта Российской Федерации (РФ) на период до 2030 года [1], намечается активное вовлечение внутреннего водного транспорта в освоение увеличивающегося грузооборота страны. Наша страна готовится предоставить свои водные пути для транзитного прохождения судов иностранных перевозчиков. Это подтверждается и

открытием транспортного коридора «Север-Юг». В среднесрочной перспективе увеличение судопотока через ЕГС РФ неизбежно.

В связи с этим в последние годы проблема недостаточной эффективности судопропуска через ряд основных судоходных каналов и гидроузлов европейской части Российской Федерации вызывает все большую озабоченность у Министерства транспорта и у судоходных компаний. Участок водного пути Нижний Новгород-Городец наряду со шлюзами Волго-Балтийского водного пути (ВБВП) является яркими примером сложившейся ситуации, в разработке находится проект строительства второй нитки ВолгоДонского судоходного канала.

Объектами инфраструктуры внутренних водных путей Российской Федерации, осуществляющих пропуск судов, в том числе по межбассейновым соединениям, являются судоходные гидротехнические сооружения (СГТС).

В состав гидротехнических сооружений, обеспечивающих судоходство по внутренним водным путям России, входит 723 объекта, в числе которых 109 шлюзов, 70 плотин и более 160 напорных дамб и других сооружений.

Шлюзы 17%

Рисунок 1.1 — Состав гидротехнических сооружений, находящихся на

балансе ГБУВПиС

Из 723 судоходных гидротехнических сооружений 335 сооружений Распоряжением Правительства Российской Федерации от 23.03.2006 № 411рс отнесены к критически важным объектам Российской Федерации и подпадают под действие Федерального закона от 21 июля 1997 года № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений».

Эксплуатацию СГТС осуществляют 10 государственных бассейновых управлений водных путей и судоходства (далее - ГБУВПиС) и ФГУП «Канал имени Москвы».

К сооружениям, непосредственно отвечающим за пропуск судов через гидроузлы и каналы, относятся судоходные шлюзы.

Большинство судоходных шлюзов в нашей стране возводилось в период активной индустриализации в СССР при строительстве крупных судоходных каналов и гидроузлов практически по всей её территории. В этот период был накоплен огромный опыт в проектировании и строительстве гидротехнических сооружений, а сами они стали важной частью транспортной системы страны.

После распада Советского Союза в начале 90-х годов прошлого века в экономике страны произошел резкий спад, что отразилось для водного транспорта в значительном снижении грузоперевозок и упадке в путевом хозяйстве в целом. Финансирование эксплуатируемых судопропускных объектов, как части транспортной инфраструктуры, сокращалось, обследования и ремонт проводились нерегулярно, а новых объектов практически не возводилось. Всё это, несомненно, отрицательно сказалось на техническом состоянии действующих судоходных шлюзов, а также привело, в ряде случае, к сокращению их нормативного срока эксплуатации и даже к нескольким серьезным авариям.

С наметившимся подъемом в экономике страны в последние несколько лет начинают расти грузоперевозки, в том числе и водным транспортом, что заставляет государство вновь обратить внимание на путевое хозяйство и судопропускные сооружения. Значительно увеличивается финансирование районов гидротехнических сооружений, проводятся текущий и капитальный ремонт сооружений, в ряде случаев для увеличения пропускной способности участков водного пути сооружаются дополнительные нитки шлюзов. Интерес со стороны государства делает исследования судопропускных сооружений и конкретно судоходных шлюзов всё более актуальными.

Как показали последние исследования в области эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений, наиболее слабым звеном системы внутреннего водного транспорта становятся судоходные шлюзы. Это обусловлено как длительным сроком эксплуатации, так и значительным исчерпанием ресурсов увеличения судопропускной способности сооружений. Таким образом, сложилась нынешняя ситуация, при которой судопропускная способность шлюзов становится серьезным препятствием на пути развития транспортной инфраструктуры в нашей стране. В связи с этим основное внимание в исследованиях сосредоточим на судоходных шлюзах.

Анализ возрастного состава СГТС показывает, что порядка 75% сооружений были возведены более полувека назад и, в настоящее время, нуждаются в значительных финансовых затратах для проведения различного вида ремонтов. Физический и моральный износ сооружений достигает пороговых значений и требуется серьезная техническая модернизация для

9

удовлетворения современным условиям эксплуатации и повышения конкурентоспособности внутреннего водного транспорта.

12%

И От 52 до 76 лет ■ От 77 до 100 лет

□ Более 100 лет

\ /

\ ^ ^ / □ От 24 до 51 года

52%

Рисунок 1.2 — Возрастной состав судоходных гидротехнических сооружений Анализ возрастного состава СГТС показывает, что порядка 75% сооружений были возведены более полувека назад и, в настоящее время, нуждаются в значительных финансовых затратах для проведения различного вида ремонтов. Физический и моральный износ сооружений достигает пороговых значений и требуется серьезная техническая модернизация для удовлетворения современным условиям эксплуатации и повышения конкурентоспособности внутреннего водного транспорта.

Проблема совершенствования пропуска судов через шлюзы и шлюзованные системы всегда представляла существенный интерес в области эксплуатации водного транспорта. Высокая грузонапряженность водных путей, весьма ограниченный резерв пропускной способности многих шлюзов, сложность в эксплуатации и низкая ресурсосберегаемость постоянно стимулировали поиск новых технических, технологических и организационных решений, которые позволили бы увеличить пропускную способность воднотранспортных сооружений.

Рассмотрим более подробно судоходные шлюзы, эксплуатируемые в настоящее время в нашей стране.

1 2 3 4 5

Рисунок 1.3 — Однониточный однокамерный судоходный шлюз Типовой судоходный шлюз представлен на рисунке 1.3. В общем виде сооружение состоит из камеры (3), верхней (2) и нижней (3) голов, в которых расположены рабочие и аварийные ворота, а также могут располагаться

ю

элементы системы питания шлюза, и подходных каналов к шлюзу: верхнего (1) и нижнего (5).Система питания шлюза служит для наполнения камеры из верхнего бьефа (система наполнения шлюза) и опорожнения камеры в нижний бьеф (система опорожнения шлюза). Выделяют три основные системы питания судоходных шлюзов: головная, распределительная и комбинированная.

При головной системе все элементы системы питания сосредоточены в головах шлюза: система наполнения в верхней голове, а система опорожнения в нижней. Несомненным достоинством данной системы является относительно недорогая конструкция элементов, однако её применение ограничивается величиной максимального напора на судоходный шлюз.

При распределительной системе питания наполнение и опорожнение камеры шлюза происходит через сеть водопроводных галерей, расположенных в дне или стенках камеры и имеющих выпуски по всей длине камеры шлюза. Такая система в сравнении с головной обеспечивает более благоприятные условия для отстоя судов в камере во время шлюзования и используется в основном при больших напорах и размерах камеры. При этом расположение галерей по всей длине камеры увеличивает объемы бетонных работ при строительстве и, как следствие, может вызвать значительное удорожание всего сооружения.

Комбинированная система включает в себя элементы как головной, так и распределительной систем питания. При её использовании наполнение и опорожнение может происходить и через водопроводные галереи в днище камеры и через отверстия в воротах. Комбинированная система применяется при значительных перепадах напора на камеру шлюза, а также при больших напорах для ускорения процесса наполнения или опорожнения камеры шлюза.

1.2 Проблема пропускной способности судоходных гидротехнических сооружений

Проблема увеличения пропускной способности судоходных гидротехнических сооружений всегда считалась одной из самых актуальных на водном транспорте и связывалась не только с растущей интенсивностью движения флота на внутренних водных путях, но и с эксплуатационными показателями работы шлюзов. Поэтому в течение довольно длительного периода многие организации и авторы ведут разработку и конкретное

внедрение различных мероприятий, направленных на повышение пропускной способности и эксплуатационных качеств судоходных шлюзов.

Исследованию пропускной способности шлюзованных участков и анализу основных факторов, влияющих на нее, было посвящено множество работ. Индивидуализация в мероприятиях по совершенствованию эксплуатационных качеств шлюза вызвана тем, что у каждого сооружения имеются свои уникальные особенности и факторы. Причем, как правило, именно эти особенности и определяют работу на данном конкретном участке. Будучи определяющими для одного шлюза, те же самые факторы становятся абсолютно не значимыми для соседнего шлюза. Так, например, если для Городецкого шлюза определяющим является наличие судоходных глубин на порогах, то для Чебоксарского шлюза эта проблема в настоящее время не сказывается значительно за исключением случаев, когда отраженная волна попусков заходит в подходной канал. Поэтому главным резервом ускорения судопропуска через Чебоксарский район гидротехнических сооружений становится сокращение технической составляющей судопропуска.

В общем случае продолжительность прохождения судна через шлюзованный участок определяется временем судопропуска и периодом ожидания возможности подхода к шлюзу с рейда. Оба этих временных интервала зависят от многих факторов и колеблются в широких пределах. Так, например, время простоя на рейде может быть минимальным (или отсутствовать вообще), либо составить несколько часов, в случае наличия очереди или лимита глубин (как на Городецких и Чайковских шлюзах). Перемещение судна по акватории района гидротехнических сооружений может осуществляться с ограниченной скоростью, что негативно сказывается на технико-экономических показателях работы флота. Для ослабления негативного влияния судоходных сооружений на транспортный процесс, пропуск судов через шлюзы регламентируется рядом документов [2,3].

Определение пропускной способности шлюзов представляет собой сложную многофакторную задачу. Одной из основных количественных оценок пропускной способности является время судопропуска. Оно включает в себя время на выполнение различных технологических операций. При этом общее время судопропуска через шлюз складывается из машинной и движенческой составляющей времени шлюзования. Под движенческой составляющей понимают время, затрачиваемое на вход и выход из камеры, а под машинным временем период маневрирования воротами и наполнения-опорожнения камеры шлюза. Обе эти составляющие индивидуальны для

каждого шлюза и судна и зависят от множества факторов, меняющихся от

сооружения к сооружению.

Одним из весомых факторов, влияющих на движенческую составляющую времени шлюзования, являются габариты пути. Наиболее неблагоприятно этот фактор сказывается в нижних бьефах гидроузлов и на отдельных участках каналов. Помимо него существенное влияние на величину пропускной способности шлюзовой системы оказывает фактор неравномерности подхода судов к шлюзам. Величина коэффициента неравномерности колеблется в широких пределах и может достигать 1,5-1,6.

Второй главной составляющей времени судопропуска является машинное время шлюзования. Эта величина складывается из времени открытия-закрытия ворот и времени наполнения-опорожнения камеры. Машинное время в основном носит техногенный характер и определяется работой механического оборудования шлюза. При этом в случае невозможности уменьшения движенческой составляющей (что имеет место на большинстве шлюзов из-за ограниченных габаритов пути) главным резервом интенсификации судопропуска является сокращение его машинной составляющей, " когда увеличение размеров водного пути и шлюзовых камер экономически неоправданно, любое дальнейшее увеличение пропускной способности должно достигаться за счет уменьшения срока шлюзования..."

ГО-

Систематизация существующих методов увеличения пропускной способности шлюзованных участков представлена в работе A.M. Гапеева [5]. Им был проанализирован большой объем информации по этому вопросу. В результате было выделено четыре основных направления интенсификации и блоки организационно-технических мероприятий по их реализации:

а) совершенствование организации, методов и средств управления движением судов по шлюзованным водным путям. Для этого предлагается модернизация системы судоходной обстановки, обеспечение рациональных скоростей движения, организация работы диспетчерских служб, внедрение систем автоматизированного управления движением флота, специальная проводка судов на затруднительных участках, организация движения судов в коротких межшлюзовых бьефах, разработка руководящих документов по пропуску флота;

б) ускорение пропуска судов через судоходные шлюзы. Для этого предлагается рациональное проектирование систем питания, элементов и конструкций шлюза, выбор рациональных режимов наполнения и опорожнения камер, обеспечение оптимальных условий для движения судов в пределах шлюза, проводка судов через шлюзы, использование транзитных

13

пропусков воды, регулирование волновых колебаний в подходных каналах шлюзов, сокращение непроизводственных простоев шлюза, организация работы шлюза и его техническое обслуживание;

в) техническое совершенствование сооружений, их конструкций, оборудования и механизмов с целью увеличения их надежности. Для этого предлагаются устройства для поперечного перемещения судов на ось шлюза, модернизация конструкции плавучих рымов, использование автошвартовых устройств и других средств механизированной учалки, устройство боковых продольных галерей вдоль шлюза, предохранительные устройства для защиты ворот от навала судов, опорно-ходовые устройства ворот и затворов, строительство судопропускных сооружений для пропуска мелкотоннажного флота;

г) продление навигационного периода работы шлюзованного водного пути. Для этого предлагаются мероприятия по обеспечению работы судов и предприятий речного транспорта в ледовых условиях, обеспечение нормальных путевых условий, обеспечение работы судоходных шлюзов при отрицательных температурах воздуха.

Выше приведенный анализ косвенно подтверждает распространенное мнение о том, что именно движенческая составляющая является основным резервом повышения пропускной способности шлюзованного участка. За это говорит и тот факт, что число работ в этом направлении намного больше, чем по машинной составляющей. В основном это объясняется тем, что движенческая составляющая имеет вероятностную природу и зависит от очень большого числа варьируемых параметров.

Рассмотрим основные пути сокращения движенческой составляющей процесса судопропуска. Сокращением доли организационно-технологической составляющей в общем процессе судопропуска занимались несколько научных школ и направлений. Они разрабатывали свои подходы к решению проблемы.

Традиционным подходом к решению задачи об организационно-технологической составляющей, используемым в Волжской государственной академии водного транспорта (ВГАВТ), было планирование движения флота по шлюзованному участку на базе методов оптимизации. Применительно к задачам обоснования рационального пропуска судов через шлюзованный участок следует выделить работы А.А.Союзова [6], В.И.Головникова [7], С.М.Пьяных [8], А.Г.Малышкина [9, 10], В.И Кожухаря [11], В.Н.Белых [11, 12], Б.И.Вайсблата [13], В.И.Астахова [14], Ю.И.Платова [15] и др. Оптимизация пропуска судов на каналах с большим числом судопропускных сооружений рассматривалась в работах В.И. Кожухаря [11] а так же

14

С.Д.Щуко [16] и С.М.Эховой [16]. Основное содержание задачи оптимального судопропуска сводится к оперативному регулированию движения флота в канале и работы судопропускных сооружений в зависимости от фактически складывающейся дислокации флота на канале во времени и пространстве. В качестве управляемых единиц используются группы судов, движущихся в одном направлении и одновременно шлюзуемых по мере прохождения канала. Для решения подобного класса задач широкое распространение имели методы дискретной имитации

транспортного процесса.

Работы С.М. Пьяных [17] посвящены в основном анализу скоростей движения судов в камерах судопропускных сооружений. В них приводятся конкретные данные, рекомендации, а также отмечается, что 66% от общего времени шлюзования судна затрачивается на вход, выход и учалку. Отсюда С.М. Пьяных делает вывод, что увеличение скоростей входа и выхода судов при движении в камерах шлюза способствует увеличению их пропускной способности. В дополнение к этому в работе [8] им рассматривается вопрос о совершенствовании судопропуска через одиночные шлюзы.

В работах А.П. Скатова для обеспечения полной загрузки большегрузных судов и составов [18], проходящих Нижегородский гидроузел, предлагается транспортный судоподъемник (ТСП) - комплекс плавучих технических средств, уменьшающих осадку этих судов. ТСП состоит из бортовых понтонов, соединенных в нижней части плитой и представляющих своеобразный плавучий док. Однако этот метод предусматривает дополнительные капитальные вложения и расходы на содержание буксировочной техники для шлюзования ТСП.

Н.В. Шмелев проводил анализ прохождения судов через лимитирующие участки с организацией паузки [19]. Им было рассчитано соотношение протяженности участков пути с лимитирующими и достаточными глубинами судового хода, при котором целесообразно производить паузку. Была разработана методика определения координаты пункта, в котором целесообразно произвести паузку.

А.Г. Малышкиным [20] проводились расчеты по определению целесообразности паузки, в качестве критерия эффективности выбраны приведенные затраты.

Аналогичные работы были предложены Н.В. Пигаловой [21]: неравенства, при решении которых определяется целесообразность паузки

или догрузки судов.

В аналогичном ключе была выполнена работа коллективом авторов (А.Г. Малышкина, В.И. Астахова и д.р.) по оценке влияния эксплуатации

15

толкаемых составов на пропускную способность Волго-Балтийского водного пути [10]. В этой работе была проанализирована структура судопотоков через канал и было показано, что без ущерба эксплуатационному процессу толкаемые составы могут быть включены в основную сетку флота, работающего на данном участке. Это даст возможность частично разрядить напряженность с судопотоками на участке.

Вопросы оперативного планирования движения флота через шлюзы рассматривались Б.И. Вайсблатом. В его работах проанализированы вопросы прогнозирования времени ожидания шлюзования. Он предложил вероятностный подход к оценке значения этой величины [13].

Несколько иной подход к решению задачи о сокращения движенческой составляющей разрабатывался в лаборатории судопропуска под руководством Д.А. Зернова, который со своими учениками более 30 лет занимался изучением вопросов судопропуска. В своих работах они рассматривают проблемы совершенствования судопропуска, пути увеличения скоростей движения судов в камерах шлюза, определения габаритных размеров камер шлюза и многие другие вопросы.

В статье [22], опубликованной Д.А. Зерновым совместно С.С. Кирьяковым в 1967 г., отмечается, что с началом движения по Беломорско-Балтийскому каналу (ББК) крупнотоннажных судов типа "Волга-Балт" возникли трудности, связанные с процессом ввода/вывода их в/из камеры шлюза. Результаты проведенных ими натурных наблюдений показывают, что за счет значительного стеснения живого сечения потока воды в камере шлюза корпусом судна возникает интенсивный поток обтекания и при этом резко падает скорость движения судна (от 1,4-1,6 м/с на подходе до 0,2 - 0,3 м/с при входе непосредственно в камеру).

С.С. Кирьяков в 1972 г. опубликовал работу [23], в которой рассматривает современное состояние теории расчета дополнительной осадки судов при движении их в камерах шлюза. Он отмечает, что "...сложные гидравлические явления, возникающие в камере шлюза, до настоящего времени не поддаются теоретическому решению, что приводит к попыткам экспериментального определения гидравлических параметров..., одной из важнейших является задача определения необходимой глубины на порогах шлюза, так как при недостаточной глубине под килем судно может коснуться днищем камеры или короля и получить повреждение...". По его наблюдениям установление необходимой глубины на порогах шлюза сводится главным образом к определению дополнительной осадки движущегося судна - АТ. Для определения этой величины предлагается аналитическая зависимость.

В начале 80-х годов XX в. Д.А. Зерновым опубликована статья [24], в которой автор отмечает, что растущая интенсивность движения флота на внутренних водных путях приводит к загруженности судоходных шлюзов и шлюзованных систем. Многие из них загружены до предела: Шекснинекий шлюз на - 91%; Волго-Донской судоходный канал (ВДСК) - на 75%; шлюз № 7 канала им. Москвы на - 93% и т.д. Все это, по мнению автора статьи, требует разработки и внедрения мероприятий, направленных на увеличение пропускной способности. Эти мероприятия Д.А. Зернов разбивает на четыре группы:

- совершенствование организации;

- техническое совершенствование сооружений для увеличения надежности;

- изменение состава речного флота;

- реконструкция судоходных сооружений.

Далее в статье подробно разбирается каждая из этих групп и предлагается ряд конкретных мероприятий. Автор статьи отмечает, что "...в операциях по вводу судов в шлюзы и выводу из них содержатся определенные резервы ускорения процесса судопропуска...", так как в настоящее время технологическая составляющая затрат времени на шлюзование достигает 50 - 70% от полного времени в зависимости от типа

шлюзуемого судна.

Отталкиваясь от этого, последователи Д.А. Зернова разрабатывали вопрос о введении жесткого расписания прохода через шлюз, введение дифференцированных стоянок флота и т.д. В частности, в работах В.М. Мочалова [25] рассматривается вопрос об организации судопропуска на судоходных сооружениях с короткими межшлюзовыми бьефами. При этом было показано, что при упорядочении движения судов по межшлюзовому бьефу средняя величина времени судопропуска сократится на 30%. В дальнейшем, применив методы математической статистики, В.М. Мочалов уточнил значение пропускной способности (ПС) отдельных шлюзов.

В работах С.С.Кирьякова и В. Тимощиной [26] разрабатывается идея введения жесткого расписания прохождения судов через шлюз и рассчитан такой график для одного из шлюзов Беломорско-Балтийского канала. В этой же работе рассмотрен вариант серийного пропуска судов в зависимости от плотности судопотока, а так же высказывается идея целесообразности устранения засемофоренных участков канала с целью перехода на

шлюзование по расписанию.

Впоследствии идея перехода на шлюзование по расписанию развивалась в работах Д.А.Зернова [27], где обоснована ее целесообразность

17

и перспективность. Введение расписания движения судов через шлюзы позволит регулировать неравномерность подхода судов к шлюзу и тем самым влиять на ритмичность процесса судопропуска. Расчеты Д.А.Зернова показывают, что при изменении коэффициента неравномерности подхода судов к шлюзам с 1,2 до 1,4, увеличат эксплуатационную ПС шлюза на 14,2%. При этом рассматривались межшлюзовые бьефы с односторонним движением (как это имеет место на ББК).

Вслед за сотрудниками лаборатории судопропуска Московской государственной академии водного транспорта (МГАВТа) вопрос о сокращении движенческой составляющей с помощью реорганизации судопропуска или эксплуатации шлюзов рассматривался во многих работах. Например, в работе [28], выполненной Н. Доманевским, анализируются вопросы технико-экономического обоснования выбора габаритных размеров водных путей. Д. Арестова, М. Хейфец, К. Ляхов в своих работах [29, 30] высказывают предложения о назначении норм времени на судопропуск. Е.М.Матлин [31, 32] пытается отыскать экономически выгоднейшую схему увеличения пропускной способности судоходных однокамерных шлюзов. А^Л. 8агтпа приводит описание судоходного канала р.Миссисипи [33]. Автор дает экономическое обоснование целесообразности увеличения пропускной способности системы путем сооружения дополнительных шлюзов.

Более техногенный характер по движенческой составляющей имеют работы, выполненные в Санкт-Петербургском университете водных коммуникаций (бывший Ленинградский институт инженеров водного транспорта - ЛИИВТ). Его ученые в течение длительного времени серьезное внимание уделяли изучению вопросов движения судов в камерах судопропускных сооружений, определения габаритных размеров камер, организации судопропуска. В специальной литературе, посвященной этим проблемам, публиковали свои работы В.Ф. Тейтельман, В.М. Маккавеев [34], В.В. Баланин [35, 36, 37], Г.К. Мелконян [38].

В.В. Баланин в своих работах, отмечает, что в настоящее время величины запасов по глубине и ширине камер, согласно действующим нормативным документам, определяются только требованиями безопасного судоходства. По его мнению, при определении оптимальных запасов необходим учет и других факторов.

В связи с этим для установления оптимальных значений запасов В.В. Баланин рассматривает сущность физических явлений, сопровождающих процесс движения судна при входе в камеру шлюза и выходе из нее. После этого им делается вывод о том, что основным показателем, характеризующим влияние ограниченного фарватера на величину

18

сопротивления движущегося по нему судна, является коэффициент, учитывающий степень стеснения потока.

В 1982 г. в журнале "Речной транспорт" (№10) В.В. Баланин публикует статью [35], в которой приводит анализ работ, выполненных по различным проблемам судоходных гидротехнических сооружений. В статье представлены данные анализа натурных наблюдений, осуществленных в Нидерландах и Канаде. Наблюдения убедительно доказывают, что увеличение длины камеры шлюза вдвое увеличивает его ПС на 20 - 30%. Но с приближением к расчетному значению ПС резко увеличиваются простои флота - до 5 часов при использовании 60% расчетной ПС и до 14-15 часов -при использовании 85-90% ПС шлюза. На основании этого сделан вывод о том, что при достижении шлюзом 80% ПС необходимо строить дополнительное судопропускное сооружение [36].

Одним из путей повышения ПС судоходных шлюзов считается строительство в составе гидроузлов специального судопропускного сооружения для маломерного флота и скоростных пассажирских судов. Исследования показывают, что около 40% валового времени и даже более (Каневский шлюз) затрачивается на пропуск пассажирского флота, который, как правило, проходит по расписанию, не согласованному с движением грузового флота. Анализируя опыт строительства гидроузлов в США, Австралии и Европе, В.В. Баланин показывает, что строительство судопропускных сооружений для пассажирского флота и маломерных судов снизит напряженность пропуска грузовых судов через существующие шлюзы, отодвинет сроки строительства дополнительных ниток шлюзов или вообще позволит снять вопрос о необходимости такого строительства. Затем В.В. Баланин с коллегами рассматривает различные варианты судопропускных сооружений для пропуска скоростных судов, среди которых может быть шлюз, вертикальный и наклонный судоподъемник поперечного и продольного перемещения или с водяным клином и другие схемы перемещения этих судов из бьефа в бьеф [36].

В работах В.В. Клюева [39, 40] показано, что увеличение ПС шлюзов может осуществляться по трем основным направлениям; продление навигационного периода, совершенствование движения флота на межшлюзовых участках и ускорение процесса пропуска флота через судоходные шлюзы. Причем последнее направление можно осуществить за счет сокращения простоев судна, посредством уменьшения затрат времени на производство технических операций шлюзования и ускорение движения судна в пределах шлюза. По мнению автора статьи [40], это последнее направление представляется в настоящее время основным, потому что

19

"...именно в ускорении операций движения судна в пределах шлюза состоят главные резервы увеличения ПС шлюзованного пути...". Далее он пишет, что "... при движении современного крупнотоннажного флота в шлюзах ВБВП степень стеснения живого сечения шлюза миделевым сечением судна достигает 80%, а в маловодных условиях - даже больше. При этом возникают сложные гидравлические явления, обуславливающие значительные усилия, воздействующие на судно, резкое увеличение продольных уклонов и дополнительной осадки его корпуса...". В заключительной части этой работы он предлагает в создавшихся условиях "взять судно полностью в руки береговых средств и провести его через шлюз с минимальными затратами времени...".

Это особенно эффективно при значительных коэффициентах стеснения судном живого сечения потока, достигающих в подходных каналах 0,8-0,9. Многие авторы рекомендуют использовать различные приспособления для проводки через шлюзы, а в пределах межшлюзовых бьефов использовать специальные буксировщики, по аналогии с проводкой судов по Веландскому каналу (Канада).

В бывшем СССР аналогичный подход использовался на Запорожском и Пермском шлюзах, где для преодоления сопротивления воды при входе в шлюз применялась паровозная тяга. Наиболее свежей идеей в этой области являются оснащение шлюзов причально-наводочными устройствами (ПНУ) [41]. Эти устройства предназначены для сокращения времени входа судов в камеру и выхода из нее. Суть работы ПНУ заключается в том, что суда, ожидающие очередного шлюзования, находятся не у причальных стенок, а у специальных понтонов, расположенных непосредственно у голов шлюза и способных перемещать суда на ось шлюза, что в конечном итоге позволяет существенно сократить время судопропуска. По данным экспериментальных исследований, ПНУ позволяет сократить время двухстороннего шлюзования примерно на 20%. В случае же одностороннего шлюзования, сокращение одного цикла может достигнуть до 0,5 часа или порядка 29%.

Немаловажным фактором, влияющим на эксплуатационные показатели работы шлюза, а также на безопасность движения судов на пришлюзовых участках, являются волновые колебания в подходных каналах. Изучению влияния волновых колебаний в подходных каналах шлюзов на эксплуатационные показатели посвящены работы [42,43]. Колебания уровней воды в каналах приводят к уменьшению глубин в пределах судовых ходов [35], образованию дополнительного напора на ворота шлюзов, в результате чего нарушается нормальная работа ворот и их механизмов и увеличивается время шлюзования. При несогласованной с волновыми

20

явлениями в каналах работе судоходных шлюзов задержки на шлюзование судов могут быть весьма значительными: в Куйбышевских шлюзах (нижних №23 и №24), например, время шлюзования увеличивалось на 10 минут, а в шлюзах ВДСК - на 5 минут или, соответственно, на 40% и 25%. Кроме того, наличие волновых колебаний в подходных каналах часто вызывает неблагоприятные условия для стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок [44]. Для уменьшения величины волновых колебаний до допустимых значений, при которых обеспечиваются нормальные условия эксплуатации судоходных шлюзов, могут использоваться различные мероприятия: выбор режимов наполнения (опорожнения) камер, обеспечивающих уменьшение величины поступающего или сбрасываемого расхода, увеличение площади подходных каналов в основном за счет ширины, устройство регулирующих бассейнов и т. п. На Саратовском шлюзе в первые годы его эксплуатации наблюдались неблагоприятные условия для входа судов в камеру со стороны верхнего бьефа. В статье [45] Г.Ф. Онипченко на основе проведенных исследований в "Гидропроекте" дает рекомендации, которые позволяют снизить эти неблагоприятные условия. Кроме этого, им было установлено, что на подходных участках шлюзов наблюдается размыв дна от воздействия вихревых струй, создаваемых гребными винтами судов. В связи с этим он предлагает увеличивать глубину воды как в подходных каналах, так и в шлюзах соответственно. В своей статье [46] И.Сидорков рассказывает об опыте работы коллектива Цимлянского гидроузла, который в период с 1972-1975 гг. обеспечивал пропуск судов, используя волновые колебания от соседнего шлюза. Суть эксперимента состоит в том, что они опытным путем определили промежуток времени, в течение которого держались высокие уровни, и на пиках этих волн пропускали суда через свой шлюз. В итоге удалось пропускать суда с осадкой на 60 см больше расчетной для этого шлюза.

В общем случае интенсивность волнового воздействия на судно зависит от топографических особенностей подходного канала, интенсивности забора расхода воды, коэффициента стеснения живого сечения подходного канала и расстояния между носом судна и головой камеры шлюза. Из вышеперечисленных величин только последняя непосредственно влияет на интенсивность судопропуска и именно ее приносят в жертву безопасности движения судов. Причем, как правило, минимально допустимое расстояние регламентируют по судну с наихудшими условия отстоя, в качестве которого принимается судно с максимальной грузоподъемностью. Итак, если мы имеем судно с меньшей грузоподъемностью, то его можно поставить ближе к воротам и тем самым

21

сократить продолжительность цикла его шлюзования, при этом не меняя конфигурацию и конструкцию системы питания.

Впервые на наличие резерва ПС в этой области обратили внимание немецкие ученые из института гидротехнического строительства (ВА^. Для включения этого резерва ими была предложена идея использования "дифференцированных стоянок судов". Суть этого подхода заключается в том, что для судов с различным водоизмещением предлагаются "индивидуальные" места у причальной стенки, гарантирующие нормальные условия отстоя. В результате более крупные суда ожидают шлюзования на основном расстоянии от головы камеры шлюза. В то же время суда с меньшей грузоподъемностью получили возможность "отстаиваться" ближе к воротам и быстрее входить в камеру шлюза. Основным преимуществом такого подхода является то, что он не требует никаких финансовых затрат и все усилия сосредотачиваются в организационной плоскости.

Со временем при исследовании движенческой составляющей сформировалось и выделилось в отдельный блок значительное количество работ по исследованию движения судов по шлюзованным участкам. Еще в 1967 г. Н. Комиссаров и М. Чуркин, исследуя вопросы движения судов в камерах судопропускных сооружений [47], обратили внимание исследователей на явление "поршневого" эффекта, при котором судно, входя в камеру, резко теряет скорость движения и может даже остановиться или сместиться назад. При выходе судна из камеры судопропускного сооружения скорость его также резко снижается. В этой же работе даются рекомендации по назначению величины запаса воды под днищем судна, а также запасов по

ширине камеры шлюза.

В работе [48] В.К. Шанчурова рассматривает вопросы рациональных скоростей движения грузовых теплоходов по каналам. Она отмечает, что ограничение скоростей движения судов по каналам связано главным образом с необходимостью обеспечить сохранность откосов канала от размыва. Для этого предлагается зависимость для определения скоростей течения,

вызванной работой движителей.

В работе [49] И. Фрадкин на основе данных натурных наблюдений, проведенных сотрудниками ЛИИВТа, ЦНИИЭВТа, Гипроречтранса и Ленгидропроекта, делает вывод о том, что продолжительность пропуска судов через шлюзы зависит прежде всего от грузоподъемности судна. Затем автор отмечает несоответствие скоростей движения судов в камерах судопропускных сооружений, рекомендуемых нормативными документами, их практическим значениям. Он делает важный вывод о том, что на скорость движения судна в камере шлюза влияет соотношение габаритных размеров

22

судна и камеры шлюза. Далее И. Фрадкин отмечает, что скорость одного и того же судна различна на шлюзах с различными габаритами и затем следует еще один принципиально важный вывод, что "действующая методика расчета пропускной способности шлюзов нуждается в существенных изменениях".

Вопросам движения судов на подходах к судопропускному сооружению посвящено большое количество работ. В них одни авторы определяют составляющие сопротивления воды движению судна. Другие рассматривают характер волновых процессов, возникающих в каналах при движении судна. Многие исследователи изучают вопросы движения судов в канале на различных режимах. При этом отмечается, что при движении судна в канале со скоростями, превышающими критическую скорость (на мелководье), сопротивление воды движению судна увеличивается. Наиболее законченный и фундаментальный характер вопросы взаимодействия системы "судно - шлюзованный участок" получили в работах А.Н. Клементьева [50] и В.И. Похабова [50].

В работе А.Н. Клементьева подробно освещаются процессы движения судов по судоходному каналу и в шлюзах. Автором подробно рассматривается характер взаимодействия судов с водными путями и другими судами. Кроме того, предлагается большой круг рекомендаций по повышению безопасности движения судов на шлюзованном участке.

В работе В.И. Похабова большое внимание уделяется характеру взаимодействия судов и судоходных сооружений в процессе движения. При этом предлагается большой круг мероприятий по ускорению прохождения судном шлюзованного участка пути.

Одной из последних работ в этом направлении являются исследования Д. Е. Гусева [52]. В своей работе автор рассматривает шлюзованную систему как единый механизм и представляет методику наиболее рационального судопропуска для ВДСК, реализованную как программный продукт.

Влияние огромного числа случайных факторов на движенческую составляющую изначально определяет очень локальную область возможности эффективного применения разрабатываемого подхода, хотя результаты полученные на конкретном объекте, могут быть отличными.

В отличие от движенческой, машинная составляющая имеет чисто техногенную природу и определяется работой механического оборудования шлюза. При этом, как уже было показано XIV международным конгрессом по судоходству, машинная составляющая является единственной альтернативой движенческой составляющей. Это связано с тем, что технические возможности совершенствования движенческой составляющей

23

на ряде сооружений практически исчерпаны, тогда как наличие каких-либо особенностей для совершенствования машинной составляющей не требуется.

Вследствие техногенной природы машинной составляющей, разработанные подходы имеют более универсальный характер при практической реализации, хотя и требуют определенных финансовых вложений. Однако большинство этих подходов являются экономически оправданными и показывают свою эффективность уже в первые годы эксплуатации. Внедрение таких методов возможно в межнавигационный период, что позволяет не нарушать нормальную работу судоходного сооружения.

Основной величиной машинной составляющей шлюзования является время наполнения-опорожнения камеры, в связи, с чем ее сокращение является одним из резервов интенсификации процесса судопропуска. На наличие этого резерва указывает тот факт, что величина машинной составляющей очень разнится от сооружения к сооружению, несмотря на схожесть конструкций систем питания шлюзов.

Одним из современных подходов сокращения времени наполнения камер является раннее опускание затворов в судоходное положение при достаточно высоких уровнях воды верхнего бьефа [53]. Более раннее опускание затворов в судоходное положение на типовом шлюзе ВБК при остаточном напоре на камеру 0,5 м позволяет сократить время наполнения на 2,0 мин, а на шлюзе ВДСК - в среднем, на 1,0 мин.

Достаточно эффективным оказалось использование транзитных пропусков воды для выхода судов из камеры шлюза в нижний подходной канал при пониженных уровнях воды. Транзитные пропуски осуществлялись на шлюзе №7 Шексни некого гидроузла при подъеме ворот верхней головы на высоту 1,0 м, обеспечивающей величину расхода, около, 40 - 50 м7с, и позволили уменьшить время выхода судов на 3 мин или сократить, примерно, на 10% время одного шлюзования. Транзитные пропуски воды оказались эффективными также и при работе шлюзов в условиях продленной навигации, например, для удаления плавающего льда из камеры шлюза. Использование транзитных пропусков воды для различных целей более подробно изложено в работах В.В. Клюева [54] и A.M. Гапеева [55].

Нельзя не учитывать и такие пути повышения эксплуатационных показателей работы шлюзов, как сокращение непроизводственных простоев шлюза, техническое состояние и обслуживание шлюза. В.В. Клюев, на примере работы шлюзов ВБК, показал, что отдельные неисправности в их работе, связанные с попаданием топлой древесины в пазы затворов и уплотнения ворот, навалами судов на конструкции и оборудования из-за

24

неблагоприятных метеоусловий, отказов в работе двигателей и халатности судоводителей, можно предотвратить. Для предотвращения попадания топляков между уплотнением и упорными подушками створок ворот смонтированы защитные устройства в виде горизонтальных стальных полудисков, прикрепленных к вереяльному столбу. Затраты времени на производство профилактических работ, траление камеры и подходов сокращены до 1 ч в сутки и составляют 4% валового времени. Движение судов в пределах шлюза осуществляется по четко выраженным ориентирам, обозначенным красной флюорисцентной краской: стоповые линии, номера рымов, расстояние до нижних ворот, полосы на воротах и т.п. В условиях плохой видимости должны использоваться современные средства навигации (радиолокационная проводка судов, лазерные ориентиры) и другие ориентиры для входа в шлюз и выхода из него. Полная автоматизация процесса судопропуска, как это имеет место на шлюзах Сайменского канала и во Франции, по мнению В.В. Баланина, позволит существенно улучшить показатели работы шлюзов. Он также предлагает внедрить систему бригадного обслуживания шлюзов, позволяющую сократить численность дежурного персонала, улучшить качество обслуживания и повысить степень

механизации труда.

Существуют возможности для ускорения судопропуска за счет модернизации конструкции плавучих рымов. На типовом шлюзе ВБК проведены натурные исследования новой конструкции плавучего рыма с вертикальным привальным брусом, который под действием швартовного усилия выходит из рымовой ниши камеры шлюза и соединяется с привальным брусом судна. В результате существенно увеличиваются силы, удерживающие судно при шлюзовании. Внедрение новой конструкции плавучего рыма позволяет ускорить процесс наполнения камеры шлюза при пропуске крупнотоннажного судна.

Должное внимание уделяется также разработке автошвартовых устройств (АШУ) и других средств механизированной учалки. Рассматриваемые устройства разнообразны как по конструкциям, так и по принципу действия, и среди них особого внимания заслуживают пневматические АШУ. Предлагаемое устройство исследовалось в натурных условиях на шлюзе №1 ВБК и подтвердило свою работоспособность. Опыты проводились с крупнотоннажным судном типа «Волго-Дон», которое удерживалось в процессе наполнения камеры двумя присосами с общим усилием, около, 100 кН при допустимой величине 56 кН. Кроме того, при помощи пневмоприсосов можно осуществлять и торможение движущегося судна в случае отказа работы двигателей с целью предотвращения навала на

25

ворота шлюза. Внедрение АШУ и других средств механизированной учалки позволит осуществлять наполнение и опорожнение камер при ускоренных режимах подъема затворов, что обеспечит дальнейшее сокращение времени шлюзования и безопасность судопропуска крупнотоннажного флота.

Следует отметить особое влияние на эксплуатационные показатели работы шлюзов системы питания, выбранной на стадии проектирования, а также типа шлюза, его элементов и конструкций. Рациональное проектирование систем питания, элементов и конструкций судоходного шлюза определяет, в конечном итоге, работу будущего сооружения и его техническое состояние: прочность, устойчивость, долговечность, надежную и экономичную эксплуатацию. На важность решения этой проблемы указывали В.М. Маккавеев, Б.Д. Качановский, H.A. Семанов, A.B. Михайлов, Гапеев А.М, и др. авторы. Их исследования на конкретных примерах показали, что ряд головных систем питания судоходных шлюзов, запроектированных без учета кинематики потока в камере и структуры флота, не обеспечивают безопасные условия шлюзования судов.

Выбор рациональных режимов наполнения (опорожнения) камер очень важен не только для обеспечения безопасности судопропуска, но и для сокращения времени шлюзования. В работе Гапеева A.M. было показано, что сокращение времени наполнения (опорожнения) камер шлюзов может быть достигнуто за счет внедрения многопрограммных режимов подъема затворов, рассчитанных для различных, по водоизмещению, групп судов и составов. Внедрение автоматизированного управления режимами наполнения и опорожнения камеры Каневского шлюза, например, позволило сократить время шлюзования, примерно, на 15%.

Аналогичные результаты имеются в работах Д. С. Терешкина, посвященной вопросам увеличения пропускной способности шлюзованной системы. В работе рассматривается решение этой задачи путем совершенствования графика маневрирования рабочих ворот в процессе наполнения камеры. Анализ пропускной способности шлюзов, в данной статье выполнен для Городецких шлюзов, где к 1984 году, на всех четырех шлюзах было закончено внедрение программного управления процессами наполнения камер. Это дало сокращение времени наполнения камеры порядка 8-10 %.

Одним из путей сокращения времени наполнения камеры является совершенствование геометрии системы питания шлюза. Изменение формы и размеров гасящих устройств, а так же струенаправляющего козырька подъемно-опускных ворот верхней головы может значительно ускорить процесс наполнения камеры, а также обеспечить безопасный отстой судов в

26

камере во время шлюзования. Использование более современных конструкционных форм ворот и затворов также способно значительно сократить время наполнения камеры. Результаты этих исследований представлены в работах И. В. Липатова [56, 57] и В.А. Кривошея [58]. К примеру, применение опускных ворот на ГРГС позволяет сократить время одного цикла судопропуска в среднем на 3-4 минуты, что в конечном итоге позволяет дополнительно осуществить 3-4 шлюзования в сутки.

Что касается вопросов, связанных с наполнением и опорожнением камер шлюза и условиями отстоя судна, то в технической литературе опубликованы работы многих отечественных и зарубежных исследователей. В частности R. Kuhn [59] дает описание судоходных шлюзов на судоходном канале реки Майн. Он считает, что для сокращения расхода воды на шлюзование необходимо применять сберегательные бассейны. S.E. Dietrich рассматривает вопросы наполнения шлюзов. Автор считает, что все зависимости для расчета наполнения камер шлюза должны исходить из условия допустимых усилий в тросах для судна. A Van der Laan [60] приводит описание первых высоконапорных шлюзов в Нигерии. Основное внимание в его статье им уделяется вопросам совершенствования

наполнения и опорожнения камер.

Работы зарубежных исследователей, посвященные изучению проблем судопропускных сооружений различны по своим направлениям. Что касается судоходных шлюзов, то зарубежные исследователи в своих многочисленных статьях чаще всего приводят описание того или иного шлюза, рассматривают вопросы, связанные с наполнением или опорожнением камеры или разбирают условия отстоя судов в камерах. Вопросам, связанным с движением судна в камере шлюза, увеличения пропускной способности шлюзов уделяется мало, так как в случае возникновения этих проблем на Западе, как правило, строят или дополнительные нитки шлюзов, или же дополнительно для скоростных судов судоподъемники различных типов.

Анализируя вышеперечисленные работы, можно сделать вывод о том, что основное внимание исследователей машинной составляющей судопропуска было сконцентрировано на гидравлике процесса наполнения камеры шлюза, тогда как процесс опорожнения оставался практически без внимания. Научные работы, связанные с системой опорожнения судоходных шлюзов, в основном включают исследования и совершенствование механического оборудования системы питания. Учеными Санкт-Петербургского университета водных коммуникаций в разное время проводились исследования новых типов затворов водопроводных галерей, а также нижних ворот судоходных шлюзов, тогда как вопросы, связанные со

27

структурой потока в процессе опорожнения камеры и при выходе в нижний бьеф, оставались практически не затронутыми.

При этом сокращение времени опорожнения камеры ведет к ускорению процесса шлюзования в целом и увеличению пропускной способности шлюза, а поток воды, поступающий из камеры в нижний подходной канал, определяет условия отстоя судов на подходах к шлюзу. Таким образом, процесс опорожнения судоходного шлюза непосредственным образом связан как с машинной, так и с движенческой составляющей пропускной способности сооружения.

Исследование данного процесса представляет как научный интерес, так и практический, поскольку может открыть новые резервы пропускной способности СГТС и повысить их эксплуатационную надежность. Такие исследования особенно актуальны для затруднительных с точки зрения судоходства сооружений, где даже небольшое увеличение ПС может привести к значительным финансовым выгодам как для районов гидросооружений, так и для судоходных компаний.

1.3 Перспективы исследования систем опорожнения судоходных шлюзов

Рассмотрим более подробно системы опорожнения судоходных шлюзов, применяемые в нашей стране.

Наиболее распространенной конструкцией системы опорожнения является головная система с короткими обходными галереями в нижней голове. Такая система с небольшими различиями используется на большинстве судоходных шлюзов Единой глубоководной системы Европейской части России. Короткие обходные галереи используются для опорожнения на всех шлюзах Волго-Донского судоходного канала, Волго-Балтийского канала, Беломореко-Балтийского канала, канала имени Москвы, на половине судоходных шлюзов гидроузлов Волжского и Камского каскада, а также на шлюзах реки Дон. В настоящее время в России эксплуатируется 67 судоходных шлюзов, т.е. более половины всех судопропускных сооружений, с таким типом системы опорожнения. При этом данная система применяется в большом диапазоне напоров на сооружение: от 2,7 метров у Астраханского шлюза на реке Бушме до 24 метров на шлюзе № 8 канала имени Москвы.

Другим видом головной системы опорожнения является опорожнение камеры судоходного шлюза через отверстия в воротах - клинкеты. Данная система получила большое развитие на малых реках, где максимальные

28

напоры на сооружение не превышают 5-6 метров: от 1,27 метров на реке Цна до 5,2 метров на Сайменском канале. Исключение составляет Пермский шестикамерный шлюз с общим напором 19,5 метров, где выпуск воды между смежными камерами, в которых перепад не превышает 4 метров, осуществляется с помощью отверстий в воротах. В настоящее время в России эксплуатируется 27 судопропускных сооружений с подобной системой опорожнения.

Комбинированная система опорожнения является совокупностью двух вышеописанных систем: опорожнение происходит как через короткие обходные галереи в нижней голове, так и через отверстия в воротах. Такая система применяется на 9 сооружениях на реках Дон, Ока и Северский Донец

с напорами 3-4 метра.

Четвертым вариантом головной системы опорожнения является

использование сегментных рабочих ворот на нижней голове судоходного

шлюза. Использование сегментных затворов в нашей стране не получило

большого развития, ими оснащено только шесть сооружений. Основная их

часть расположена на реке Москва и имеет небольшие напоры 2-3 метра.

Наибольший напор на сооружение с сегментным затвором 5,4 м имеет шлюз

Николаевского гидроузла на реке Дон.

Распределительные системы питания, использующие длинные водопроводные галереи в днище и стенках камеры шлюза для наполнения и опорожнения, как правило, применяют при больших напорах воды (15-20 м) на сооружение. В нашей стране в эксплуатации находится И судопропускных сооружений, оборудованных такими системами, с напорами

от 10,1 м на реке Волхов до 32,6 м на реке Уфа.

Проведенный анализ показывает, что большинство судоходных шлюзов ЕГС РФ имеют систему опорожнения с короткими обходными галереями. Процесс опорожнения на типовых для данной конструкции

шлюзах происходит следующим образом.

В процессе опорожнения судоходного шлюза поток покидает камеру через короткие обходные галереи. Входя в сечение галереи, поток проходит через горизонтальный участок, разводится через две развилки, после чего в днищевой камере через галерею выходит в середину и, ударяясь о балки гашения, вертикально поднимается вверх, после чего удаляется в нижний бьеф, непосредственно в подходной канал судоходного шлюза.

Рисунок 1.4 — Система опорожнения с короткими обходными галереями

Традиционно исследования таких потоков проводятся с помощью лабораторных экспериментов, и на практике при проектировании конфигурации элементов выбираются наиболее обтекаемые формы [61]. С учетом выше названного определенный практический интерес представляет именно исследование пространственного движения потока через систему опорожнения. Из опыта эксплуатации СГТС известно, при опорожнении камеры шлюза через обходные галереи образуются застойные (водоворотные) зоны. Эти зоны значительно сжимают живое сечение, следовательно, расход воды, проходящий через систему питания, падает. Снижение расхода приводит к замедлению процесса опорожнения и, как следствие, к замедлению шлюзования в целом. Так же возникновение застойных зон приводит к дополнительной динамической нагрузке, которая может привести к ускорению износа металлических и бетонных конструкций галерей.

Ранее не был исследован характер распределения расхода потока воды при выходе в нижний бьеф. Поток с большой непогашенной энергией, попадая в нижний подходной канал шлюза, способствует образованию волновых явлений, отрицательно воздействующих на ожидающие шлюзования суда, и может привести к размыву дна канала.

На сегодняшний день характер распределения кинематической структуры потока в опорожняющих галереях судоходного шлюза практически не исследовался. Как показали предварительные исследования автора, в плоскости совершенствования гидродинамики потока в галерее имеется ряд резервов в ускорении процесса опорожнения. Оценочные расчёты показали, что время процесса опорожнения камеры может быть сокращено на 10-20%.

Хорошей иллюстрацией наличия выше описанных резервов могут служить различия во времени опорожнения для типовых шлюзов Волго-Балтийского канала.

Шлюзы ВБК №1-5 имеют одинаковые размеры сливной призмы (62 тыс. м3) и идентичные системы опорожнения, однако время опорожнения для

данных шлюзов колеблется от девяти минут для шлюза №4 до тринадцати минут для шлюза №1. Для поиска причин подобных расхождений необходимы исследования и углубленный анализ гидродинамических процессов, имеющих место при движении потока в системе опорожнения шлюзов. „.............................

№8 Шекснинский

№7 Шекснинский

№6 Пахомовский

№5 Новинкинская лестница

№4 Новинкинская лестница

№3 Новинкинская лестница

№2 Белоусовский №1 Вытегорский

0,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000

Средний расход при опорожнении камеры, тыс м3/мин

Рисунок 1.5- Средний расход при опорожнении камеры для шлюзов ВБК

Одним из перспективных методов исследования структуры потока, в настоящее время, является создание математической трёхмерной модели. Такой метод позволяет избежать дорогостоящих натурных исследований, а так же отказаться от учета масштабных факторов, возникающих при лабораторных экспериментах.

Расчеты на математической модели позволят проанализировать гидродинамику потока в галереях при опорожнении камеры, на основе этого анализа выделить проблемные с точки зрения гидравлики зоны и разработать рекомендации по оптимизации конструкции системы питания судоходного шлюза.

Использование методов математического моделирования рядом авторов при исследованиях процесса наполнения камеры шлюза показало его высокую эффективность при минимальных финансовых издержках [57]. Процессы наполнения и опорожнения камеры во многом сходны, что

позволяет применять численное моделирование для исследования структуры потока, возникающего при опорожнении шлюза.

Таким образом, в связи с выходом экономики из кризиса и активизацией производственной деятельности, вопрос интенсификации судопропуска через судоходные шлюзы становится всё более актуальным с каждым годом, причем одним из наиболее перспективных методов является модернизация существующих сооружений.

В работах, посвященных ускорению судопропуска через судоходные сооружения, в частности, его машинной составляющей, рядом авторов большое внимание уделялось исследованию процесса наполнения камеры шлюза. В то же время сходный процесс опорожнения камеры судоходного шлюза затрагивался достаточно редко и, как следствие, лабораторных и натурных исследований по данной тематике практически не имеется.

В данной диссертационной работе предполагается решение проблемы интенсификации судопропуска через исследование и модернизацию системы опорожнения шлюза, для чего планируется разработка следующего ряда вопросов:

• Провести лабораторные исследования процесса опорожнения камеры шлюза для сбора необходимых опытных данных, а также выявления факторов, оказывающих наибольшее влияние на данный процесс в целом.

• На основе дифференциальных уравнений движения жидкости Навье-Стокса разработать трехмерную математическую модель потока воды, возникающего в процессе опорожнения камеры шлюза.

• Используя опытные данные, полученные в ходе лабораторных исследований, провести верификацию разработанной численной модели потока и подобрать для её замыкания наилучшие граничные и начальные условия, а также модель турбулентности.

• Адаптировать разработанную и верифицированную математическую модель для расчетов реальных судоходных гидротехнических сооружений.

• Применительно к некоторым наиболее типичным системам опорожнения российских шлюзов выполнить исследования кинематической структуры потока с целью выявления резервов увеличения ПС и сосредоточения нагрузок на сооружение.

• Разработать ряд мероприятий по улучшению гидродинамики потока процесса опорожнения и повышению технико-эксплуатационных

характеристик судоходного шлюза, а также, используя численное моделирование, рассчитать их эффективность.

2 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОПОРОЖНЕНИЯ КАМЕРЫ ШЛЮЗА

2.1 Основные задачи лабораторных исследований и план эксперимента

Основными целями лабораторных исследований выступили определение факторов, оказывающих наибольшее влияние на гидравлику опорожнения камеры шлюза, а также сбор необходимых экспериментальных данных для последующей верификации математической модели.

Эксперимент в лабораторных условиях, в отличие от натурного исследования, позволяет легко варьировать аргументами, влияющими на конечный результат. В связи с этим в лабораторных исследованиях в основном используются методы активного эксперимента [62]. Активный эксперимент в отличие от пассивного обладает рядом несомненных преимуществ. Для решения многофакторной задачи возможен выбор наименьшего необходимого числа опытов, а также условий их проведения для получения решения исследуемой задачи с заданной точностью. Это обстоятельство в ряде случаев способно существенно уменьшить объем экспериментальной работы. Проведение исследования по чётко разработанному плану позволяет в дальнейшем при обработке экспериментальных данных использовать методы математической статистики, а также избежать ошибок, связанных с неравномерным распределением аргументов. Использование методов активного эксперимента рядом авторов при исследованиях процесса наполнения камеры шлюза показало его высокую эффективность [56]. Процессы наполнения и опорожнения камеры во многом сходны, что позволяет нам применить эти методы и для наших исследований.

Отталкиваясь от результатов, полученных ранее другими авторами, а также практического опыта, в качестве основной исследуемой величины примем время опорожнения камеры шлюза [56]. В качестве аргументов принимаем три параметра: глубина воды в камере шлюза (ДшД глубина воды в нижнем подходном канале (Нк) и степень открытия затворов опорожняющих галерей (а). Расположение выбранных факторов на модели представлено на рисунке 2.1. Итак, для обработки и анализа результатов эксперимента предполагается получить функциональную взаимосвязь времени опорожнения камеры шлюза с основными выше представленными аргументами.

1 = №вн1,Пк,а) (2.1)

где 1 - время опорожнения камеры;

34

Нэнь - глубина воды в камере шлюза; Нк- глубина воды в нижнем подходном канале; а — степень открытия затворов галерей.

у

\

V

Рисунок 2.1 - Расположение исследуемых факторов на лабораторной

модели

Исследуемый процесс опорожнения напрямую определяется гидродинамикой потока, покидающего камеру шлюза/Традиционно, высокая степень его турбулизации делает характер связи функции и аргументов крайне нелинейным.

В связи с этим для аппроксимации данной функциональной зависимости воспользуемся математической моделью в виде полинома второй степени, имеющего общий вид:

п

п

Похожие диссертационные работы по специальности «Гидротехническое строительство», 05.23.07 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Мильцын, Дмитрий Алексеевич

Основные результаты работы использованы при проведении исследований просадки судов и волновых явлений в нижнем подходном канале Чайковских шлюзов.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАВТ (2009-2011 гг.); научно-практической конференции Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций (2011 г.); Нижегородских сессиях молодых ученых (2008-2012 гг.); международных научно-промышленных форумах «Великие реки» (2008-2011 гг.) и международной научнопрактической конференции 8ТАЯ-2009: «Компьютерные технологии решения прикладных задач тепломассопереноса и прочности» (2009 г.).

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в тринадцати печатных работах, в том числе две в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК.

Публикации в рецензируемых ВАК изданиях

1. Мильцын, Д.А. Совершенствование системы опорожнения шлюза / Д.А. Мильцын // Речной транспорт (XXI век). 2012. - № 1 (55). - С. 79-80.

2. Мильцын, Д.А. Динамика потока воды, возникающего при опорожнении камеры судоходного шлюза / Д.А. Мильцын // Инженерно-строительный журнал. 2012. - № 2 (28). - С. 61-67.

Публикации в других изданиях

3. Мильцын, Д.А. Моделирование гидродинамики опорожнения камеры шлюза / Д.А. Мильцын // Материалы докладов. 13-ая Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки. - Н.Новгород, 2008. - С. 117-118.

4. Мильцын, Д.А. Перспективы исследования опорожнения камеры шлюза / Д.А. Мильцын //10 международный научно-промышленный форум «Великие реки 2008». Труды конгресса. - Н.Новгород : ННГАСУ, 2009. -С. 279-280.

5. Мильцын, Д.А. Планирование лабораторных исследований опорожнения камеры шлюза / Д.А. Мильцын // Материалы докладов. 14-ая Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки. -Н.Новгород, 2009. - С. 105-106.

6. Мильцын, Д.А. Лабораторные исследования процесса опорожнения камеры шлюза / Д.А. Мильцын, И.В. Липатов // 11 международный научно-промышленный форум «Великие реки 2009». Труды конгресса. Том 2. - Н.Новгород : ННГАСУ, 2010. - С. 34-36.

7. Мильцын, Д.А. Математическое моделирование гидродинамики процесса опорожнения камеры шлюза / Д.А. Мильцын // IV Международная научно-практическая конференция 8ТАК-2009: «Компьютерные технологии решения прикладных задач тепломассопереноса и прочности». Материалы докладов. - Н.Новгород, 2009.-С. 38-39.

8. Мильцын, Д.А. Математическое моделирование лабораторных исследований системы опорожнения шлюза / Д.А. Мильцын // Материалы докладов. 15-ая Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки. - Н.Новгород, 2010. - С. 110-111.

122

9. Мильцын, Д.А. Лабораторные исследования опорожнения судоходного шлюза / Д.А. Мильцын // Материалы I межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». - С.Петербург : СПГУВК, 2010. - С. 27-32.

Ю.Мильцын, Д.А. Анализ гидродинамики процесса опорожнения камеры судоходного шлюза / Д.А. Мильцын, И.В. Липатов // 12 международный научно-промышленный форум «Великие реки 2010». Труды конгресса. Том 2. - Н.Новгород : ННГАСУ, 2011. - С. 61-63.

11.Мильцын, Д.А. Численное моделирование процесса опорожнения камеры судоходного шлюз / Д.А. Мильцын // Материалы докладов. 16-ая Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки.

П.Новгород. 2011. - С. 81-83.

12.Мильцын, Д.А. Численное моделирование лабораторных исследований структуры потока в коротких опорожняющих галереях судоходного шлюза / Д.А. Мильцын // Материалы II межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». - С.Петербург : СПГУВК, 2011. - С. 16-21.

13.Мильцын, Д.А. Обоснование модели турбулентности водного потока при численном моделировании процесса опорожнения камеры судоходного шлюза / Д.А. Мильцын // 13 международный научно-промышленный форум «Великие реки 2011». Труды конгресса. Том 1. -Н.Новгород : ННГАСУ, 2012. - С. 340-343.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научные исследования, выполненные в диссертации, направлены на решение проблемы модернизации и повышения технико-эксплуатационных качеств процесса эксплуатации судоходных шлюзов, отработавших по 40-50 лет и более, а так же интенсификацию процесса судопропуска через судоходные гидротехнические сооружения. Для решения этой задачи автором был выполнен анализ существующих работ, связанных с проблемой судопропуска через шлюзованные участки, были проведены комплексные исследования процесса опорожнения камеры судоходного шлюза, включающие лабораторные исследования, а также создание математической модели потока жидкости, покидающего камеру судоходного шлюза. Исследования на численной модели позволили провести углубленный анализ гидродинамических явлений, возникающих в системе опорожнения, выявить ряд резервов для повышения эксплуатационных качеств шлюзов и разработать ряд рекомендаций по ускорению процесса судопропуска и модернизации существующих сооружений.

По результатам выполненных в диссертации исследований, автор считает необходимым выделить следующие моменты и отметить результаты, имеющие наибольшую научную и практическую значимость:

• В связи с выходом экономики из кризиса и активизацией производственной деятельности, вопрос интенсификации судопропуска и устойчивой работы судоходных гидротехнических сооружений становится всё более актуальным с каждым годом, причем одним из наиболее перспективных методов является модернизация существующих сооружений.

• Анализ работ, посвященных ускорению судопропуска через судоходные гидротехнические сооружения, показал, что процесс опорожнения камеры судоходного шлюза затрагивался исследователями достаточно редко, несмотря на то, что модернизация системы опорожнения может положительно отразиться на интенсификации судопропуска через шлюзованные участки при минимальных затратах.

• По результатам анализа современного состояния судоходных гидротехнических сооружений установлено, что более чем на половине от общего числа и на большинстве судоходных шлюзов, входящих в Единую глубоководную систему Европейской части России используется система опорожнения с короткими обходными галереями.

Проведенные в работе лабораторные исследования процесса опорожнения судоходного шлюза на базе современной теории планирования эксперимента позволили получить регрессионные зависимости времени опорожнения камеры от ряда аргументов. Это дало возможность как качественно выделить факторы, оказывающие наибольшее влияние на процесс опорожнения судоходного шлюза, так и количественно оценить влияние каждого фактора на исследуемый процесс. По результатам модельных исследований выявлено влияние конфигурации нижнего подходного канала на процесс опорожнения камеры шлюза.

В рамках диссертационной работы на основе дифференциальных уравнений Навье-Стокса разработана нестационарная турбулентная модель движения реального потока воды, возникающего в системе опорожнения судоходного шлюза. Для данной модели сформулированы критерии выбора расчетной области, граничные и начальные условия.

На базе опытных данных лабораторного эксперимента полуобратным методом выполнена верификация разработанной численной модели потока, показавшая её высокую точность и достоверность. Также показано, что наилучшим путем для её замыкания является использование высокорейнольдсовой к-£ модели турбулентности. Разработанная и верифицированная математическая модель адаптирована для расчетов систем опорожнения реальных судоходных гидротехнических сооружений. При этом проработаны методические аспекты реализации математической модели потока жидкости, а также вопросы её практической апробации. Для типовой конструкции системы опорожнения волжских шлюзов с короткими обходными галереями выполнена математическая модель процесса опорожнения камеры. По результатам расчетов проведен углубленный анализ гидродинамики потока воды в системе опорожнения, а так же выявлен ряд проблемных участков, с точки зрения гидравлики потока, покидающего камеру шлюза. Использование трехмерной математической модели потока позволило отказаться от учета масштабного фактора, сопутствующего лабораторным исследованиям и часто искажающего полученные данные, а также избежать доростоящих натурных испытаний, также ограниченных в получении полной информации о состоянии потока в любой точке системы опорожнения.

• Анализ результатов численного моделирования показал наличие вихревых зон в потоке в коленной входной части обходных галерей системы опорожнения, значительно сжимающих живое сечение потока и замедляющих процесс опорожнения.

• По результатам вышеописанного анализа разработаны рекомендации по снижению воздействия данных водоворотных зон на поток воды, покидающий камеру шлюза. В частности, рассчитаны изменения геометрических параметров входной части галерей с использованием прямолинейного среза по хорде и подобраны оптимальные величины углов среза входной части обходных галерей (20-25°).

• Применение предложенных конструктивных изменений системы питания позволяет сократить время опорожнения судоходного шлюза на 7-10%.

• Математическое моделирование позволило проанализировать гидродинамику потока на выходе из системы опорожнения судоходного шлюза в нижний подходной канал и показать недостатки некоторых применяемых в настоящее время типовых систем гашения энергии потока.

• Для типовой системы опорожнения с короткими обходными галереями были разработаны два варианта новой системы гашения энергии потока воды при выходе в нижний бьеф, расчеты которых показали их значительные преимущества перед используемыми в настоящее время. Предложенные схемы в ряде случаев способны на 40-55% снизить амплитуды волновых явлений в нижнем подходном канале при опорожнении камеры шлюза, что ведет к значительному улучшению как условий выхода судна из камеры шлюза, так и условий отстоя судов, ожидающих шлюзования, в подходном канале.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мильцын, Дмитрий Алексеевич, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Концепция развития внутреннего водного транспорта Российской Федерации (одобрена Правительством РФ № 909-р от 03.07.2003) // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 2003. - № 5. - 86 с.

2. Правила пропуска судов, составов и плотов через шлюзы внутренних водных путей РСФСР / Главное управление водных путей и гидросооружений Минречфлота РСФСР. - М. : Транспорт, 1988 - 16 с.

3. Правила технической эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений / Главное управление водных путей и гидросооружений Минречфлота РСФСР. - М. : Транспорт, 1979. - 56 с.

4. Вадо, Р. Отчет о работе 14 международного конгресса по судоходству. Секция 1. Внутреннее судоходство / Р. Вадо. - Л. : Транспорт, 1977. - 164 с.

5. Гапеев, A.M. Совершенствование эксплуатационных качеств судоходных шлюзов с головной системой питания : автореф. дис.... докт. техн. наук : 05.22.19 / Гапеев Анатолий Михайлович - С.-Петербург: СПГУВК, 1998. - 20 с.

6. Союзов, A.A. Организация работы речного флота : учебник для вузов / A.A. Союзов. -М. : Транспорт, 1957. -516 с.

7. Головников, В.И. Основы организации работы флота и портов : учебник / В.И. Головников, А.Е. Суколенов, В.К. Шанчурова. - М. : Транспорт, 1978. -407 с.

8. Пьяных, С.М. Ускорение пропуска судов через шлюзы / С.М. Пьяных // Труды / Производственно-технический сборник ТУ МРФ. Вып. 4. -М. : Транспорт, 1965. - С. 15-17.

9. Малышкин, А.Г. Организация и планирование работы речного флота / А.Г. Малышкин. - М. : Транспорт, 1985. - 215 с.

10. Увеличение судопропускной способности ВБВП : отчет по НИР (заключит.) / Волжск, гос. акад. водн. тр-та (ВГАВТ) ; рук. А.Г. Малышкин. -Н.Новгород : ВГАВТ, 2004. - 201 с.

11. Белых, В.Н. Об одном из возможных вариантов оптимизации судопропуска на шлюзованных системах / В.Н. Белых, В.И. Кожухарь // Труды ГИИВТа. Вып. 219. - Горький : ГИИВТ, 1989. - С. 3-15.

12. Белых, В.Н. Динамическая модель оптимизации управления транспортным процессом на шлюзованной системе / В.Н. Белых, В.И. Кожухарь, Л.А. Комраз, Н.Л. Куликова, Б.С. Украинский // Труды ГИИВТа. Вып. 244. - Горький : ГИИВТ, 1989. - С. 37-39.

13. Вайсблат, Б.И. Прогнозирование времени ожидания шлюзования при оперативном планировании пропуска судов через шлюз / Б.И. Вайсблат // Труды ГИИВТа. Вып. 201. - Горький : ГИИВТ, 1984. - С. 41-47.

14. Астахов, В.И. Проблемы повышения пропускной способности ВБВП / В.И. Астахов, А.Г. Малышкин // Великие реки-2004 : тез. докл. на межд. конгр. / Нижегородская Ярмарка. - Н.Новгород : ВГАВТ, 2004. - С. 439-440.

15. Астахов, В.И. Оперативное управление транспортным предприятием : конспект лекций для студентов / В.И. Астахов, Ю.И. Платов.

- Н.Новгород : ВГАВТ, 2005. - 52 с.

16. Щуко, С.Д. Оптимизация судопропуска через шлюзы "Волжской

лестницы" ВДСК им. Ленина / С.Д. Щуко, С.М. Эхова // Труды ГИИВТа. Вып. 249. - Горький : ГИИВТ, 1990, - С. 71-74.

17. Пьяных, С.М. Анализ скоростей входа и выхода судов из шлюзов / С.М. Пьяных // Труды ГИИВТа. Вып. 70. - Горький : ГИИВТ, 1965. - С. 93111.

18. Скатов, А.П. Об ускорении шлюзования крупнотоннажных судов в Городце / А.П. Скатов // Труды ГИИВТа. Вып. 171. - Горький : ГИИВТ, 1994.-С. 48-55.

19. Шмелев, Н.В. Об эффективности паузки грузовых судов / Н.В. Шмелев // Труды ГИИВТа. Вып. 149. - Горький : ГИИВТ, 1976. - С. 71-80.

20. Малышкин, А.Г. К вопросу обоснования схемы организации нефтеперевозок в ограниченных условиях плавания / А.Г. Малышкин // Труды ГИИВТа. Вып. 59. - Горький : ГИИВТ, 1964. - С. 54-72.

21. Пигалова, Н.В. Обоснование эффективности работы судов с паузкой, догрузкой / Н.В. Пигалова, Н.А. Филимонов // Труды ГИИВТа. Вып. 249. - Горький : ГИИВТ, 1990. - С. 12-17.

22. Зернов, Д.А. Пропуск крупнотоннажных судов через шлюзы Беломорско-Балтийского канала / Д.А. Зернов, С.С. Кирьяков // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1967. - № 5. - С. 36-37.

23. Кирьяков, С.С. Современное состояние теории расчета дополнительной осадки судов при движении в шлюзах /С.С. Кирьяков // Труды ЛИИВТа. Вып. 132. - Л. : ЛИИВТ, 1972. - С. 144-164.

24. Зернов, Д.А. Пути повышения пропускной способности судоходных сооружений / Д.А. Зернов // Проблемы повышения эффективности водного транспорта. - М. : Транспорт, 1983. - С. 82-88.

25. Мочалов, В.М. Об ускорении пропуска судов через шлюзованные системы / Мочалов В.М // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1981. - № 10. - С. 52-57.

26. Разработка рекомендаций по совершенствованию организации пропуска флота по Беломоро-Балтийскому каналу : отчет по НИР (заключит.) / Московск. ин-т инж. водн. тр-та (МИИВТ) ; рук. С.С. Кирьяков, В. Тимошина. - М. : МГАВТ, 1988.- 152 с.

27. Совершенствование технологии и организации пропуска флота через шлюзы и шлюзовые системы с целью повышения их пропускной и провозной способности флота : отчет по НИР (заключит.) / Московск. ин-т инж. водн. тр-та (МИИВТ) ; рук. Д.А. Зернов. - М. : МГАВТ, 1987. - 220 с.

28. Доманевский, Н. Графический метод технико-экономического обоснования габаритов водных путей / Н. Доманевский // Речной транспорт.

- М. : Транспорт, 1960. - № 9. - С. 29-32.

29. Арестова, Д. Определение норм времени судопропуска / Д. Арестова // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1960. - № 8. - С. 35-37.

30. Хейфец, М. Расчет норм времени на пропуск судов по шлюзованным системам / М. Хейфец, К. Ляхов // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1963.-№3,-С. 11-13.

31.Матлин, Е.М. Схема выбора оптимального варианта увеличения пропускной способности судоходных шлюзов / Е.М. Матлин // Труды / Ин-т комплекс, трансп. пробл. при Госплане СССР. Вып. 9. - М. : ИКТП, 1968. -С. 91-102.

32. Матлин, Е.М. Выбор рациональных путей увеличения пропускной способности судоходных шлюзов : автореф. дис.... канд. техн. наук : 05.22.19 / Матлин Е.М. - М. : МГАВТ, 1972. - 27 с.

33. Santina W.J., Wesler G.B. Duplicate locks for illinols waterway // Proc. Amer. Soc. Civil Engrs. - 1964, V 90, №WW4. - pt 1, - P. 1-26.

34. Маккавеев, B.M. Гидравлика : учебник для вузов / В.М. Маккавеев, И.М. Коновалов. - М. : Речиздат, 1940. - 642 с.

35. Баланин, В.В. Оптимальные запасы в камерах шлюзов / В.В. Баланин // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1982. - № 10. - С. 40-41.

36. Баланин, В.В. Судопропускные сооружения для скоростного и малотоннажного флота / В.В. Баланин, В.П. Бутин, М.А. Колосов, М.И. Русаков, Б.Д. Никошков // сб. докл. XXVII межд. конгр. - Л. : ЛИИВТ, 1990.

- С. 53-74.

37. Баланин, В.В. Исследования режимов работы причально-наводочного устройства, управляемого судном с целью сокращения времени на вход судна и выход из нее / В.В. Баланин, В.П. Василевский, В.И. Зайков, А.Н. Егоров // Интенсификация использования судоходных и портовых ГТС, организация и проведение путевых работ: сб. науч. тр. / Ленингр. ин-т вод. тр-та. - Л. : ЛИИВТ, 1989. - С. 14-30.

38. Мелконян, Г.И. Гидравлическое исследование процесса ввода судна в камеру шлюза / Г.И. Мелконян, В.В. Дорофеев // Сб.науч.тр. ЛИИВТа. - Л. : ЛИИВТ, 1987. - С. 33^3.

39. Клюев, В.В. Ускорение пропуска судов через шлюзы / В.В. Клюев, A.M. Гапеев // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1980. - № 11. - С. 38-39.

40. Клюев, В.В. Проблемы Волго-Балта / В.В. Клюев // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1988. - № 6. - С. 42-44.

41. Василевский, В.П. Проектирование режима работы причально-наводочного устройства с поперечным перемещением судна, управляемого береговым механизмом / В.П. Василевский, Н.К. Юдин // Труды ЛИВТа. - Л. : ЛИВТ, 1990.-С. 40^1.

42. Раев, В.А. Регулирование волновых колебаний в судоходных каналах / В.А. Раев // Труды ЛИВТа. Вып. 78. - Л. : ЛИВТ, 1964. - С. 41-62.

43. Семанов, H.A. Колебания уровня воды в подходных каналах при наполнении и опорожнении камер шлюзов / H.A. Семанов // Труды / Ленингр. ин-т инж. водн. тр-та. - Ленинград, 1949. - Вып. XV. - С. 14-20.

44. Исследовать гидравлические явления в призматических, подходных каналов к шлюзам ВДСК им. Ленина с целью определения безопасного положения судна, ожидающего шлюзования в верхнем подходном канале при одностороннем движении : отчет по НИР (заключ.) / Ленингр. ин-т вод. тр-та (ЛИВТ); рук. В.В. Баланин. - Л. : ЛИВТ, 1987. - 100 с. - VIII-6,87-127 ; №ГР.01.87.0055391.

45. Онипченко, Г.Ф. Условия захода судов в шлюзы изменились / Г.Ф. Онипченко // Речной транспорт. -М. : Транспорт, 1973. - № 9. - С. 40-41.

46. Сидорков, И. Пропуск судов через шлюз при пониженных горизонтах воды / И. Сидорков // Труды Ленингр. политех, ин-т. №11. - Л. : ЛПИ, 1974.-С. 46-48.

47. Комиссаров, Н. Особенности маневрирования при проводке судна через шлюз с большим коэффициентом стесненности камеры корпусом судна / Н. Комиссаров, М. Чуркин // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1967. - № 2. - С. 40-42.

48. Шанчурова, В.К. К вопросу о рациональных скоростях движения грузовых теплоходов по каналам / В.К. Шанчурова // Труды ГИИВТа. Вып. 84. - Горький : ГИИВТ, 1967. - С. 93-106.

49. Фрадкин, И. Определение скорости движения судов через шлюзы / И. Фрадкин // Речной транспорт. - М. : Транспорт, 1971. - № 5. - С. 40-41.

50. Клементьев, А.Н. Движение и маневрирование судов при прохождении судопропускных гидротехнических сооружений : автореф.

дис.... докт. техн. наук : 05.22.19 / Клементьев Александр Николаевич -Н.Новгород: ВГАВТ, 1998. - 54 с.

51.Похабов, В.И Повышение эффективности эксплуатации водных путей и транспортного флота: автореф. дис.... докт. техн. наук : 05.19.22 / Похабов Владимир Иванович. - С.-Петербург, 2003. - 35 с.

52. Гусев, Д.Е. Совершенствование организации пропуска судов по шлюзованным системам (на примере ВДСК) : автореф. дис.... кан. техн. наук : 05.22.19 / Гусев Дмитрий Евгеньевич - Н.Новгород: ВГАВТ, 2009. - 37 с.

53. Бутин, В.П. Повышение эффективности эксплуатации судоходных шлюзов на основе исследований, разработки и внедрения новых технологических решений : автореф. дис.... докт. техн. наук : 05.19.22 / Бутин Владилен Петрович. - С.-Петербург: СПГУВК, 1995. - 45 с.

54. Клюев, В.В. Ускорение шлюзования транзитным попуском воды : автореф. дис.... кан. техн. наук : 05.23.07 / Клюев Вадим Владимирович. -Ленинград, 1984. - 20 с.

55. Гапеев, A.M. Выбор режимов опорожнения камеры шлюза с головной системой питания для крупнотоннажного судна / A.M. Гапеев // Сборник научных трудов ЛИИВТа. - 1988. - С. 45-51.

56. Липатов, И.В. Совершенствование процесса судопропуска через шлюзы на примере Городецкого района гидросооружений : автореф. дис.... кан. техн. наук : 05.22.19 / Липатов Игорь Викторович. - Н. Новгород : ВГАВТ, 1996.-21 с.

57. Липатов, И.В. Разработка средств и методов улучшения технико-эксплуатационных параметров работы судоходных шлюзов : автореф. дис.... докт. техн. наук : 05.22.19 / Липатов Игорь Викторович. - Н. Новгород : ВГАВТ, 2006.-31 с.

58. Кривошей, В.А. Гидродинамические нагрузки, действующие на подьемно-опускные ворота шлюзов : автореф. дис... кан. тех. наук : 05.23.07 / Кривошей Владимир Александрович. - Л., 1985. - 31 с.

59. Kuhn, R. Die Schleusen des Maln-Donau-Kanals / R. Kuhn // Bauingenieur. 1971. Bd. 46, № 5, p. 163-184.

60. Van der Laan, A. Firat high lift lock in Nigerta / A. Van der Laan, A. Kolkmon // Proc. of the XXI-st intern, navigation Congr. Stockholm - S. 1-2., Stockholm. 1965. - P. 139-152.

61.СНиП 2.06.07.-87. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. - Взамен СНиП П-55-79 ; введ. 01.01.88. -М: Стройиздат, 1987. - 35 с.

62. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. -Мн. : Изд-во БГУ, 1982. - 302 с.

128

63. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: методы планирования эксперимента / Н. Джонсон, Ф. Лион. - М. :

Мир, 1981.-520 с.

64. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и

инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - М. : Физ.-мат. литература, 1973 - 680 с.

65. Ефимычев, Ю. И. Регрессионный анализ качества сталей и сплавов / Ю.И. Ефимычев, С.К. Михайлов. - М. : Металлургия, 1976 - 224 с.

66. Окунь, В.Н. Факторный анализ / В.Н. Окунь. - М. : Статистика,

1974-200 с.

67. Ландау, Л. Д. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц -Издание 4-е, стереотипное. - М. : Наука, 1988. - 736 с.

68. Harlow, F.H. Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flows of fluid with free surface / F.H. Harlow, J.E. Welch, // -Phys. Fluids, 1982, № 8, pp 2182-2187.

69. Hirt, C.W. Volume of Fluid (VOF) method for dynamical free boundaries / C.W. Hirt, B.D. Nicholls// J. Comput. Phys., 1981. № 39, pp.201-225.

70. Brackbill, J.U. A continuum method for modelling surface tension / J.U. Brackbill, D.B. Kothe, C. Zemache. - Comput.Phys., 1992., 100.-p.335-354.

71. Фрик, П.Г. Турбулентность: подходы и модели / П.Г. Фрик. -Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 292 с.

72. Методы расчета турбулентных течений / Под ред. В. Колльмана. -

М. : Мир, 1984.-464 с.

73. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей / К.

Флетчер. - М. : Мир, 1991.-552 с.

74. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под редакцией И.Е. Идельчика. -М. : Машиностроение, 1992. - 672 с.

75. Чугаев, P.P. Гидравлика / P.P. Чугаев. - Л. : Энергия, 1975. - 552 с.

76. Брэдшоу, П. Введение в турбулентность и ее измерение / П. Брэдшоу. - М. : Мир, 1974. - 278 с.

77. Гапеев, A.M. Исследование процесса опорожнения камеры проектируемого шлюза. Резервы пропускной способности портовых сооружений и рационализация методов ведения путевых работ в газонефтедобывающих районах Сибири / A.M. Гапеев // Сб. науч. тр. ЛИВТа. - Л. : ЛИВТ, 1988. - С. 39-44.

78. Гарнушкина, Т.В. Исследование динамической просадки и

обеспечение безопасности движения речных составов на ограниченном по

ширине и глубине фарватере: автореф. дис... кан. тех. наук: 05.22.16 /

Гарнушкина Т.В. - Новосибирск, 1990. - 26 с.

129

79. Горский, В.Г. Планирование промышленных экспериментов / В. Г. Горский, Ю.П.Адлер. -М.: Металлургия, 1974. - 264 с.

80. Денерт, Г. Шлюзы и судоподъемники / Г. Денерт. - М. : Речной

транспорт, 1961. - 386 с.

81. Дмитров, Н. Оптимальная гидравлическая характеристика

наполнения и опорожнения шлюзной камеры / Н. Дмитров // Техническа

мисъл. (болгарск.). - 1980. - №4. - С. 53-60.

82. Должанский, Ю.М. Планирование эксперимента при исследовании свойств сплавов / Ю.М. Должанский, Ф.С. Новик, Т.А.Чемлева. - М. : ОНТИ, 1974. - 132 с.

83. Карасин, М.А. Оптимальные режимы наполнения и опорожнения шлюзов с головной системой питания / М.А. Карасин // Из. ВНИИГ им. Веденеева.-Л., 1967. - т.85. - С. 131-153.

84. Качановский, Б.Д. Гидравлика судоходных шлюзов / Б.Д. Качановский. - М. : Речиздат, 1951. - 265 с.

85. Кононов, В.В. Теоретические и экспериментальные исследования условий стоянки судов в шлюзах с головной затопленной системой питания и выбор оптимальных режимов наполнения : автореф. дис... кан. тех. наук: 05.23.07 / Кононов Валентин Викторович. - Л., 1976. - 38 с.

86. Михайлов, A.B. Гидросооружения водных путей, портов и континентального шельфа. Ч. 1. Внутренние водные пути / A.B. Михайлов. -М. : Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 446 с.

87. Михайлов, A.B. Судоходные шлюзы / A.B. Михайлов. - М. : Транспорт, 1966. - 528 с.

88. Монин, A.C. Статистическая гидродинамика. Теория турбулентности / A.C. Монин , A.M. Яглом. - СПб. : Гидрометеоиздат, 1996. - 742 с.

89. Полонский, Г .А. Механическое оборудование судоходных шлюзов / Г.А. Полонский. - М., 1980. - 280 с.

90. Пособие по проектированию судоходных шлюзов в СНиП 2.06.0787. - М. : Гидропроект, 1988. - 352 с.

91. Похабов, В.И Повышение эффективности эксплуатации водных путей и транспортного флота : автореф. дис... док. тех. наук : 05.22.19 / Похабов Владимир Иванович. - С.-Петербург, 2003. - 35 с.

92. Рейнольде, А. Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях / А.Дж. Рейнольде. - М. : Энергия, 1979. - 408 с.

93. Садовский, Г.Л. Судоходные гидротехнические сооружения СССР / Г.Л. Садовский. - М. : Транспорт, 1970. - 264 с.

94. Садовский, Л.Н. Техническая эксплуатация судоходных гидротехнических сооружений / Л.Н. Садовский. - М. : Транспорт, 1978. -185 с.

95. Семанов, H.A. Судоходные каналы, шлюзы и судоподъемники / H.A. Семанов, H.H. Варламов, В.В. Баланин. - М. : Транспорт, 1970. - 352 с.

96. Турбулентность: принципы и применения / Под ред. У. Фроста., Т. Моулдена. - М. : Мир, 1980. - 535 с.

97. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей / К. Флетчер. - М. : Мир, 1991. - 552 с.

98. Шарп, Дж. Гидравлическое моделирование / Дж. Шарп. - М. : Мир, 1984. - 280 с.

99. Юдин, Н.К. Ускорение судопропуска и увеличение пропускной способности шлюзов за счет применения поперечного перемещения судов в подходах: автореф. дис... док. тех. наук : 05.23.07. / Юдин Николай Кириллович. - С.-Петербург, 1994. - 23 с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.