Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Гидравлические сопротивления речных русел

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Гидравлические сопротивления речных русел"

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образовании РОССИЙСКИЙ ГОСУМРСТВЕННЫЯ ПЩ^МШОРОЛОШЕСКИЙ ИНСТИТУТ

V *

О, ч> На правах рукописи

ЛЕВАШОВА ИРИНА АНАТОЛЬЕВНА

У/4£ ооб.о3б:о32.а гад-АВШеСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕФ5Ьа РУСЕЛ

Специальность: 11.00.07 - гидрология суши,водные

ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учной степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа' выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом институте

Научный руководитель - доктор географических тук,

профессор Н.Б.Барышников

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор

И.С.Знаменская

доктор географических наук Б.И.Антроповокий

Ведущая организация: ¿ЦУ иы.И.В'.Ломоносова, географадеский ф-т,

лаборатория, эрозии почв и русловых процессов

Защита состоится "/(>'п фС^аС^Х- 1993г. в /У- час. мт. на заседании Специализированного Ученого Совета К.063,19.01 при Российском государственном гидрометеорологической институте по адресу: 19Л9о, г.Санкт-Петербург, Шлоохтинский пр. ,98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГГЩ,

Отзывы в 2-х экземплярах, с подписью, заверенной печатью, просим отправлять в РГГШ по указанному адресу.

Автореферат разослан / 2

Ученый, секретарь Специализированного Соъета К.063.19.01

кандидат географ.наук .

А.В.^кинис

•з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Для обеспечения проектирования различных гидротехнических . сооружений необходимо выполнить гидравлические расчеты, в частности пропускной способности русел, основным параметром которых являются гидравлические сопротивления. К сожалению, методы рас- ■ четов последних - несовершенны и требуют глубоких исследований.

В технической гидравлике достижения солидные. В частности, широкое распространение получили результаты работ Зегжды-Нику-радзе, представленные в виде графической зависимости коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса и относительной высоты выступов шероховатости. Особый интерес в исследованиях Зегвдл-Нику-радэе представляет область квадратичных сопротивлений шероховатых русел или так называемая автомодельная область, в которой зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса практически отсутствует.

Многими исследователями (Н.С.Знаменская, 1992 и др.) установлено, что автомодельность, имевшая большое практически значение при проведении лабораторного моделирования не выполняется не тольк> для равнинных, но и для горных рек, и зависимости, полученные Зегкдой для малых каналов, а Никурадзе для напорных труб неприемлем для оценки сопротивлений речных русел.

Применение различных видов уравнений движения для определения сопротивлений в речных руслах в настоящее время затруднено из-за отсутствия необходимой исходаой информации (Н.Б.Барышников , 1988).

В практике оценок сопротивлений получили широкое распространение такие его характеристики, как коэффициенты Шези и шероховатости. При этом в многочисленные зависимости для определения коэффициентов Шези, как правило, входит высота выступов шероховатости, определение которой весьма субъективно (В.И.Полтавцев, В.А.Соколова, 1974). ¿.дже отсутствует единство в терминологии и обозначении этой характеристики, а также рекомендации по ее определению при иерархическом строении грядового рельефа.

В рссснии проблемы гидравлических сопротивлений речных русел 'наметилось два взаимодополняющих направления: первое - паллиативное - заключается в использовании таблиц для определения

н

коэффициентов шероховатости, но при условии их усовершенствования посредством введения поправок, учитывающих изменение глубин и других факторов; второе - наиболее перспективное и вскрывающее физическую суть процесса сопротивления - основано на системном подходе, согласно которому сопротивление является регулятором работы саморегулирующейся системы бассеГш-речной поток-русло. Анализ процесса саморегулирования этой системы, осуществляемого сопротивлением, и взаимосвязь последнего с двумя блоками системы, а именно - русловыми процессами и тверда.! стоком является в нас-тояаее время одюй из наиболее актуальных проблем речной гидравлики.

Цель работы. Разработка методов расчетов гидравлических сопротивлений речных русел. В частности, нами были использованы оба направления, указанные выше: усовершенствование методики расчетов гидравлических .сопротивлений на основе таблиц для определения коэффициентов шероховатости и большого объема натурной информации по равнинным и гарным рекам, расположенным на территории бывшего СССР, и вскрытие роли сопротивлений в процессе саморегулирования работы системы бассейн-речной поток-русло.

Задачи работы:

I. Оценка методов расчетов гидравлических сопротивлений речных 'русел на основе натурной информации и, в частности, широко используемых в.практике таблиц для определения коэффициентов шероховатости.

Выявление зависимостей гидравлических сопротивлений от. глубин речных потоков, типизация зтих зависимостей и установление критериев, определяющих вид зависимости.

3. Выявление влияния русловых деформаций на гидравлические, сопротивления речных русел.

Научная новизна: Вскрыт механизм саморегулирования в системе бассейн-речной поток-русло, где регулятором работы составляющих блоков этой системы является сопротивление. Установлено пять типов зависимостей коэффицентов шероховатости от глубин. Усовершенствована методика расчетов гидравлических сопротивлений речных русел, основанная на таблицах для определения коэффициентов шероховатости и введении поправок на глубины.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика расчетов гидравлических сопротивлений речных русел, основанная на усовершенствовании таблиц для определения коэффициентов шероховатости речных русел.

2. Пять типов зависимостей относительных величии коэффициентов шероховатости от относительных глубин и критерии, определяю-пие эти типы.

3. Представление о гидравлическом сопротивлении речных русел как регуляторе работы отделышх блоков системы бассейм-реч-ной поток-русло.

4. Зависимость гидравлических сопротивлений от русловых деформаций.

Практическая значимость диссертационной работы: Результаты расчетов могут быть использованы при гидрологических и гидравлических расчетах при проектировании различных гидротехнических сооружений в речных руслах; при оценке водопропускной способности последшх и расчетах максимальных расходов по меткам высоких вод%

Апробация работы: Результаты исследований докладывались на совещаниях 1.лтаузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов Госкомобразования СССР (Ярославль, 1990; Ижевск, 1992; Воронеж, 1993), на семинаре в Совинтерводе (Москва, 1992), на сессиях Ученого Совета РГПЛ1 ' (1992,1993) и на семинарах кафедры гидрометрии РГГиИ (1992,1993).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 10 работ, список которых приведен а конце автореферата.

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включаюшего Ш наименование. Общий объем работы составляет гго страниц, включая 33 рисунков, 12 таблиц, зо страниц приложений. „

Содержание работы:

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цели и задачи.

В первой главе рассмотрено современное состояние проблемы гидравлических сопротивлений и заддчи исследований. В технической гидравлике проблема сопротивлений практически решена, то есть методики, предложенные Зргждой-Пнкурадзе и другими исследователями, позволяют производить расчеты с достаточней для практики точностью. Однако, попит;".! применения отнх уотодик к речным руслам при-

водят к очень большим погрешностям расчетов. Поэтому для оценки сопротивлений речных русел разработано большое количество зависимостей, в частности для определения коэффициентов ЯЬзи как содержащих, так и не содеряаиих коэффициенты шероховатости или-связывающих их значения с уклонами и глубинами потока или с относительной гладкостью русла; гидеоморфологические зависимости и формулы для определения коэффициента сопротивления гряд.

В то же время ни одна из перечисленных групп формул не учитывает все вида гидравлических сопротивлений {шероховатости, донных гряд, формы сечения, взаимодействия руслового и пойменного потоков и других). Поэтому, кроме совершенствования существующих методов расчетов характеристик гидравлических сопротивлений, необходимы нетрадиционные пути и подходы. Одним из таковых является системный подход, роторый рассматривает сопротивление в качестве одной из составляющих саморегулирующейся системы бассейн-речной поток-русло.

На целесообразность системного подхода к оценке сопротивлений указывали М.А.Великанов (1960), Н.Е.Кондратьев (1582), Н.С.Знаменская (1992), К.В.Гришанин (1992), Н.Б.Барьшшиков (1992) и др. Сложность работы системы бассейн-речной поток-русло обусловлена тем, что она сама испытывает влияние как внешних, так и внутренних факторов. В" частности, к внешним факторам следует отнести влияние солнечной активности, климата, атмосферных и других процессов, ^нная система состоит из следующих блоков: бассейн, жидкий, твердей сток, сопротивления, русловые процессы, ограничивающие, биотические и антропогенные факторы. В настоящее время еще полностью не вскрыт механизм саморегулирования в работе исследуемой системы, что не позволяет получить ее математи-■ ческую модель. Однако, уже можно выделить основные блоки системы, взаимодействующие с сопротивлением. Это блоки кидкого и твердого стока и русловых процессов. Большая изменчивость гадкого и твердого стока вызывает аналогичные изменения и сопротивлений. Последаие особенно велики при наибольших расходах, а следовательно и уровнях воды. Следующими по своему значению, по-видимому, являются взаимосвязанные блоки русловых процессов и твердого стока, формирующие перекаты и плесы, высоты выступов шероховатости, форму сечения, то есть определяющие величину сопротивления. Если поступление вода и твердого стока в бассейн реки определяется внешними факторами (осадки, солнечная энергия и др.),

то уже в русле реки происходит процесс регулирования как жидкого, так и твердого стока. Причем регулятором этого процесса, как уже указывалось, являются гидравлические сопротивления, проявляемые во всем многообразии их форм.

Вторая глава посвящена анализу исходной информации, для разработки методики расчетов гидравлических сопротивлений на основе концепции саморегулирующейся системы бассейн-речной поток-русло необходима натурная информация по всем блокам этой системы. В настоящее время синхронные продолжительные наблюдения за ними практически отсутствуют (Н.Б.Барышников, 1992). Поэтому в работе были использованы как данные Гидрологических ежегодников (об измеренных уклонах водной поверхности, глубинах, ширинах, скоростях и других параметрах) более чем по оОО -рекам, протекающим в различных физико-географических условиях на территории бывшего СССР, так и данные экспедиционных и экспериментальных исследований.

В результате анализа исходной информации установлено, что доя одной и той же реки характер изменения гидравлических сопротивлений моде? быть различным при увеличении глубины и зависит, в частности, от величины и амплитуды колебания уровня, для большинства оек слой воды мскду уровнем низкой межени и бровкой русла можно условно подразделить на два неравных слоя. Первый, нижний, занимает около 1/3 амплитуда и характеризуется интенсивны!.! изменением всех характеристик гидравлических сопротивлений. В нем происходит процесс интенсивного затухания влияния рельефа дна. Второй, верхний, транзитный слой размером около 2/3 обшей амплитуда уровня с относительно стабильными значениями характеристик гидравлических сопротивлений в течение года, имеет иной структурный уровень сопротивления - уровень крупных форм рельефа.

Влияния деформаций русла на характеристики гидравлических сопротивлений зависит о? места их расположения относительно гидроствора (в расчетном створе, выше или ниже его). Если произошел намыв дда ниже гидроствора, то от зоны намыва, как от препятствия, распространится подпор уровней и коэффициент шероховатости существенно увеличится. Намыв дна вкпе гидроствора может принести к образованию криьей спада уровней, что значительно уменьшит 'кооффицгсп'Г иероховатости.

При оц^пга гидравлических сопротивлений, помимо деформаций,

необходимо учитывать влияние на них гидравлических сооружений. В руслах с поймами механизм сопротивления черезвычайно усложняется (Н.В.Барышников, 1984), в частности, коэффициент шероховатости при увеличении глубины может как увеличиваться, так и • уменьшаться. Фактически это самостоятельная, очень сложная задача, поотому в работе рассмотрены гидравлические сопротивления только речных русел (до выхода вода на пойму).

В третьей главе выполнен анализ работы двух блоков саморегулирующейся системы бассейн-речной поток-русло, связанных с гидравлическими сопротивлениями, а именно - русловых процессов и твердого стока.

В развитии теории русловых процессов большое значение имеют структурные уровни, предложенные Н.Е.Кондратьевым (1982). Они позволяют определить положение гидродинамического и гидроморфологического подходов к формированию теории русловых процессов, действительно, на двух первых структурных уровнях (отдельные частицы и микроформы) применяется гидродинамический метод, а на последующих двух уровнях (мезо- и макроформ) - гидроморфологический. По данным анализа натурных материалов установлено, что наиболее интенсивное изменение интегральной характеристики гидравлического сопротивления - уклона водаой поверхности - наблюдается для рек с глубинами до 3 метров. Очевидно, реки с глубинами более 3 метров находятся на ином структурном уровне .сопротивлений, чем реки меньших порядков (Н.А.Ржаницын, 1985). Для ' малых и средних рек имеют большое значение данные о наличии растительности, характере сопротивления берегов, их зарастае-мости и засоренности. Для больших же рек необходимы сведения о типе руслового процесса, форме русла в плане, деформациях и т.д.

Структурный уровень сопротивления зависит от величины наполнения русла, т.е. от уровня; так при низких уровнях велико влияние грядовой составляющей гидравлического сопротивления, а при высоких зто влияние существенно уменьшается.

Грядовое движение.наносов является наиболее универсальным видом русловых деформаций (Н.И.Маккавеев, Р.С.Чалов, 1986) и изменяющимся в связи с параметрами потока. Различным структурным уровням соответствуют различные типы и размеры донных гряд (Н.И.Алексеевский, 1990; А.Ю.Сидорчук). На основе натурной информации по ряду рек Сибири обнаружена четко выраженная иерархия гряд, когда на одной длинной гряде располагалось до 7 типов

о

более мелких гряд. Это подтверждает то, что каждому уровню соответствует свой тип и размеры гряд, определяющие гидравлические сопротивления.

В частности, в пределах русла между величинами деформаций дна, отражающими высоты гряд разных порядков, и амплитудами ¿»ровней воды установлена прямая корреляционная зависимость вида:

Л г = 0,875 лН ( I )

По натурным данным (рр.Волга, Амур, Енисей, Мета и др.) установлено, что наибольшее распространение имеют гряда около 0,5 м высотой и 10 м длиной. Они расположены на большей части ширины реки. Это крутые гряды, определяющие величину гидравлического сопротивления потоку. Наряда с относительно плавным изменением гидравлических сопротивлений, оказываемых потоку грядами, наблюдается и скачкообразный, ступенчатый характер их изменений (Н.С.Знаменская, 1992).

На длинных грядах, сформированных в условиях паводка или половодья и сохранившихся в мекенные периоды, возникают и развиваются более мелкие гряда с пара),гетрами, резко отличающимися от тара-метров первичных гряд. Образование более мелких гряд обусловлено колебаниями уровня в меженный период ¿И .В частности, по данным наблюдений на р.Волге получена величина соотношения высоты гряд и глубины потока, равная 0,13.

Крутизна'ко малых гряд в среднем, как правило, в три раза больше, чем больших, т.е. именно малые гряды определяют режим сопротивления. Последние более крутые и короткие, а большие - более пологие и длинные. Длины гряд увеличиваются, а их высоты и крутизна уменьшаются при увеличении скоростей течения, крупности отложений и глубин. На переходных участках от прямолинейного к излучине (по мере приближения к изгибу) высоты и длины гряд, как правило, увеличиваются. Зто обусловлено перестройкой скоростного поля на повороте, развитием циркуляционных течений, благодаря которым наносы перемещаются не только вниз по течению, но и в сторону выпуклого берега, где формируется пляя. При приближении к изгибу гряды перекашиваются, перед выпуклым берегом их гребни выдвигается вперед.

Процесс регулирования через гидравлические сопротивления гряд заключится в том, что гряда оказывают разное сопротивление не только на разных реках, но и на одной реке, изменяя своп параметры п сависииости от формы сечения русла, наличия изгибов, мест

слияния и взаимодействия потоков, морфологических, грунтовых и прочих условий. Кроме того, одна и та же гряда может оказывать разное влияние на поток в зависимости от наполнения русла, амплитуды колебания уровня воды. При больших относительных глубинах симметричные гряды оказывают большее сопротивление, чем несимметричные, а при малых наоборот. При возникновении гряд в потоке распределение скоростей и уклонов водной поверхности становится неравномерным (уклон мелет измениться от 5 до 6a%). Гряды тормозят и успокаивают поток (уменьшаются средашя скорость и число ¿руда).

В четвертой глаье приводится оценка точности и надежности таблиц для определения коэффициентов шероховатости, а также методика корректировки среднего значения коэффициента шероховатости с учетом влияния глубины.

Наиболее известными являются таблицы для определения коэффициентов шероховатости К.З.Срибного, В.Т.Чоу, Дж.Ередли, И.¿.Кара-сева. Оценка табличных значений коэффициентов шероховатости, выполненная на основе данных наблюдений более чем по ¿00 постам, расположенным на территории бывшего СССР, позволила установить, что средние погрешности определения коэффициентов шероховатости по всем исследуемым таблицам составляют 30-35$ при наибольших отклонениях, превышающих средние значения более чем в 10 раз и составляющих величины в 300-00Qf/o. Это свидетельствует о необходимости корректировки таблиц с учетом влияния глубин и других (факторов.

Средние значения коэффициентов шероховатости можно оценить по таблицам Карасева, Срибного, Чоу, Бредли или JÍTi.!!. В дополнение к этому для песчаных и пссч_ано-галечных русел предлагается использовать зависимости C-f(K) , 11 =f(h) , где С , ñ ,

ft - осредненные значения коэффициентов Шези и шероховатости и глубин. Эти зависимости построены по данным измерений на реках разных порядков, то есть исключают масштабный эффект (Н.С.Знаменская, 1992).

Анализ характера кривых n/ñ = }(h/h) и с/с - J (fi/ii) позволяет выделить пять их типов, которые могут 6l:vl. использованы для корректировки расчетных, значен^ коэффициентов иерохосатости'ии)

Первый тип зависимости, характеризуемый увеличением коэффициента шероховатости с глубиной, наиболее часто встречаемся на малых и средних, равнинных, полугорных и горг.пх peKix, где -тлико ьлняние берегоь и режим которых может быть близки:.: к прострн-ств-знному. Увеличение коэффициента шероховатости с глубиной »Су-

Таблица

Типы зависимости коэффициента ыерэховат ости от глубины

Характерные признака типов т П П :у \г

Т::п руслового процесса ПобочневоЯ Ленточно-грядо-. вый Бусловая многорука вн ость . ■Сочетание прямолинейных V, из вилистых участ- KOE ПойменнаА мно--горукавкость

Грунты Песчано-галеч-ные.песчано-каменистые, песчано-илис- тыа Песчаные, га.теч-н~-каменистые, н-листо-глннис-тыз Песчаные,песча-ло-галечные, галечные Песчаные,га:еч-ккаыэн"стые Песчаные,песча-но-гравзлнстые, песчано-галеч-кые

Берега Одернованные, засоренные, эарастаемые, размываемые' Устойчивые,' слабо пососано, одернованные Неустойчивые, деформируемые Zapera могут быть крутыг,;;?, деформируемым'/, незначительно Незначительно размываемые •

Зарастаемость русла Зарастает Зарастает з межень незначительно Зарастает у берегов Незначительно зарастает у берегов Незначительно у берегов

^формации русел Малоразыывае-мыз русла.малоподвижные гребни перекатов ниже ги-дростзора Деформируемые, наносы могут перемешаться в виде гряд массового распространения Сформируемые, наличие мезо-форм ниже гид-росг гора деформируемые, наличие мезо-фэрм выше г*'д-роствора Незначительно деформируемые, отсутствие быстрого движения крупных мезог форм

Трсчиэ Внутри года ре- Влияние дка за-ка может нзходивгтухает при уге-i ся в услозиях, |л;?чэнии глубины, близких к прост-роответствуетей ранственным 1/3 амплитуды (колебания уровня Амплитуды коле'-Эания утовш до 3 м Амплитуда колебания бол°з 2 к Глубина более 3 и

словлено засоренностью и зарастаемостыо берегов, пляжами, свойственными участкам рек побочневого типа с гребнем переката ниже гидроствора

Второй тип зависимости (уменьшение коэффициента шероховатости при увеличении глубины) характерен как для малых и средних рек непространственного режима течения, так и для больших рек с хорошо разработанным прямолинейным, деформируемым руслом с неэаросши-ми и незасоренными берегами; развитие микроформ возможно на фоне ленточно-грядового типа руслового процесса.

Третий тип (увеличение коэффициентов шероховатости при увеличении глубины сменяющееся его уменьшением) встречается на реках с неустойчивыми, деформируемыми берегами при низких горизонтах воды и небольших - до 3 метров - амплитудах уровней. Увеличение коэффициента шероховатости, вызванное влиянием гребней нижсрасполо-ясенных мезоформ, оказывающих подпор потоку в створе гидроствора происходит до определенного уровня. С дальнейший ростом последае-,го наблюдается уменьшение значений коэффициентов шероховатости, обусловленное переливом воды через гребень мезоформы.

Четвертый тип зависимости п/п » } ()\/?л) характерен для

рек с поймалт или значительными деформациями в паводок и амплитудами колебания уровня более трех метров. Уменьшение, сменяемое последующим увеличением коэффициентов шероховатости при увеличении глубин характерно для гидростворов, расположенных под воз, 'чГ,-ствисм гребня вышележаасй мезоформы. Увеличение коэффициентзв шероховатости при увеличении уровней, как правило, обусловлено влиянием нижерасположенных изгибов русла, которое незначительно при низких уровнях. В этом, в частности, проявляется структурность как русловых форм, так и определяемых ими гидравлических сопротивлений. Этот тип зависимости характерен для сочетания прямолинейных и извилистых участков русел.

Пятый тип зависимости характеризуется относительным постоянством коэффициента шероховатости при изменении глубины. Наиболее часто он встречается на бо^ылгх реках со средними глубина?.:: более 3 метров, а такта на зарегулированных реках. ¿/я пятого типа характерно отсутствие быстрого движения крупных ксзс^орм, вж ояп пойменная многорукавность.'

При первом и втором типах зависимости п/п. - } ( степень ин?еисиг.н-.<— ' ''пмеьгния" величин п/п по гдубич» сулеет-вокно отличается. Поэтему не.!., и выделено три их пидчипа 1" эаг.иси-

(Л

мости от формы русла (как в поперечном сечении, так и в плане), характера грунтов и других факторов.

Выбрав один из пяти типов зависимости •л/п - ЦН1к) % ,

а также подтип для первого или второго типа, необходимо произвести корректировку'среднего значения коэффициента шероховатости, определенного по соответствующей таблице или графику на основе расчетных значений относительных глубин. Контрольные расчеты показали, что отклонения расчетных данных от фактических не превышают 24$. Е то же время, если не учитывать предлагаемую методику, то погрешности могут достигать сотен процентов. Кроме того, необходимо учитывать, что максимальные значения коэффициентов шероховатости могут наблюдаться через 3, 6, 10-12 лет, так как для ряда рек установлены такие периодичности в хсде характеристик сопротивлений, максимальных уровней, расходов воды, относительных сирин и деформаций.

При известных параметрах гряд можно определить коэффициент Шези по формуле, учитывающей влияние берегов и крутизны гряд через соотношение Ь./Ь и Ъ/Ег :

. С ■ < « >

где {г - длина гряды; Ьг ^ - ее высота; В - ширина русла.

В заключении: обобщены результаты диссертации и сформулиро-ьанц вывода:

1. Существующие метода расчетов гидравлических сопротивлений инженерных сооружений позволяют получить вполне приемлемые результаты, а метода расчетов гидравлических сопротивлений речных русел являются несовершенными. Погрешности расчетов по ним могут составлять сотни процентов, что существенно превышает•допустимые пределы.

2. Метода расчетов гидравлических сопротивлений речных русел можно подразделить на две группы. К первой - относятся метода, основанные на определении коэффициентов шероховатости по описательным характеристикам сопротивлений русел и пойм и соответствуют™ таблицам. Ко второй - методы, основанные на зависимости коэффициентов Шези от относительной высоты выступов шероховаюсти и других факторов.

• 3. Недостатками методик первой группы являются: субъективизм описательной характеристики сопротивлений речных русел и пойм, недостаточная детализация таблиц, недоучет изменения вели-

чины коэффициента шероховатости при изменении глубин и другие. Результаты расчетов, основанных на натурных данных, и их анализе показали, что погрешности расчетов в среднем составляют 30-3о$, при их наибольшей величине - ¿00$.

4. Недостатком методов второй группы являются: отсутствие объективной методики определения расчетной высоты выступов шероховатости, узкий диапазон применения формул, недоучет влияния нестационарнооти движения, иерархии грядового рельефа и др.

о. Напечено два направления разработки методики расчетов гидравлических сопротивлений речных, русел.

Первый - паллиативный, временный, основан на усовершенствовании наиболее апробированных таблиц для определения коэффициентов шероховатости (М.З.Срибного, И.¿.Карасева, В.Т.Чоу, дд.Бредяи).

Второй - на применении системного подхода. В частности, на основе концепции о том, что гидравлические сопротивления являются регулятором работы системы бассейн-речной поток-русло.

6. На основе натурных данных установлено пять типов кривых зависимостей п/а = . Вскрыты причины такого характера изменения коэффициентов шероховатости и даны рекомендации по определению типа кривых.

7. Получившие широкое распространение в практике расчетов таблицы для определения коэффициентов шероховатости, по н шшм оценкам, дают средние значения коэффициентов шероховатости

(в пределах русла), которые необходимо корректировать в спязи с возможными изменениями глубин.

8. Разработана расчетная методика, основаныш на введении коррективов в наиболее распространенные таблицы для определения коэффициентов шероховатости. В частности, на учете типа изменения коэффициента шероховатости при изменении глубины.

9. Механизм регулирования через грядовое сопротивление заключается в том, что одни и те же гряда влияют на поток по-разному: в зависимости от глубины потока и «есторасполодаигл гряды относительно гидростоора, привода к неравномерности скоростей и уклонов, перераспределению глубин, кинетической и потенциальной энергии, тормозя и успокаивая поток.

10. Зэрастание русла увеличивает средгле значения коэффициентов шероховатости примерно в 1,о-3,0 раза.

Ii

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Связь типов руслового процесса с показателем устойчивости русла и некоторыми другими морфометрическими сотношениями ff Закономерности проявления' эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях: Тезисы докладов II' Всесоюзной конференции.-!,!.: Изд.'.¡ГУ, 1987„- 470 с.(соавтор Соколова В.Л.).

2. Антропогенное воздействие на русловые процессы и его экологические последствия // Геоэкологические аспекты хозяйствования, здоровья и отдыха: Тезисы докладов на межгосударств.научн. конференции.- Пермь: Из д. ¡Терм. Гос.ун-та, 1993.- 4,1.- C.I3I-I33 (соавтор Н.Б.Барышников).

3. Взаимодействие русловых и пойменных процессов // Экологические и гидролого-геоморфологические вопросы изучения речных пойм: Тезисы докладов рабочего совещания Межвузовского совета, посвяга.вопросам исследования речных пойм.- Ярославль, 1992.-

С.17-19 (соавтор Левашов A.A.).

4. Роль поймы в процессе работы саморегулирующейся системы "бассейн-речной поток-русло" // Экологические и гидролэго-гео-морфологические вопросы изучения речных пойм: Тезисы докладов рабочего совещания 'Аэягаузовского совета, посвящ.вопросам исследования речных пойм.- Ярославль, 1992.- С.8-9 (соавтор Исаев Д.И.).

о. Оценка и прогноз русловых деформаций в связи с изменением гидрологического режима // Моделирование и прогнозы гидрологических процессов: Сб.статей.- Л.: Изд.РГГШ, 1992.-Вып.113.-C.II3-I35 (соавтор Левашов A.A.).

6. Сопротивление речных русел движении потоков в них ff Моделирование и прогнозы гидрологических процессов: Сб.статей.-Л.: Изд. Pirat.- Вып.ИЗ.- С.46-49 (соавтор Барышников Н.Б.).

7. Схемы сопротивления в потоках и их использование // Итоговая сессия Ученого Совета РГГШ.- С.-Пб.: Изд.РГГШ.-1993.-C.Ö8 (соавтор Левашов A.A.).

8. Гидравлические сопротивления речных русел // Итоговая сессия Ученого Совета РГГШ.-С.-Пб.: Изд.РГГШ.-1993.-С.27-28.

9. Динамика сопротивления при антропогенном воздействии на русло // Геоэкологические аспекты хозяйствования, здоровья и отдыха: Тезисы докладов на межгосударств.научн.конференции.-Пермь: Изд.Перм.Гос.ун-та,1993.-4.1.-С.138-140.

■IG

10. Схемы отражения в потоках и их использование // Геоэкологические аспекты хозяйствования, здоровья и отдыха: Тезисы докладов на межгосударств.научн.конференции.-Пермь: Иэд.Перм.Гос. ун-та, 1993.- 4.1.- СЛ53-104 (соавтор Левашов A.A.).

ЛЕВАШОВА ИРИНА АНАТОЛЬЕВНА АВТОРЕФЕРАТ.

ЛГ Я 020300 о г 23. II. 91

Подписано в почать 9.II.93. Формат 60x84 Т/16. Е.тип. !« 2. Печ.л. 1,0. Б.л. 0,5. Тираж 100. Зэк. 656. ГТП изд-ва СПбУЭТ1. Бесплатно.

Издательство Санкт-Петербургского университета экономики и фннянсов

I9I023, Санкт-Петербург, Садовая ул., д.21.