Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов

ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов"

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(РГГМУ)

На правах рукописи

УДК 556.535.6:556.536

ПАГИН АЛЕКСЕЙ ОЛЕГОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РУСЛОВОГО И ПОЙМЕННОГО ПОТОКОВ НА ТРАНСПОРТ ДОННЫХ НАНОСОВ

Специальность: 25.00.27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003453055

Санкт-Петербург, 2008

003453055

Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом

университете

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, доктор географических наук, профессор Барышников Николай Борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Арсеньев Герман Семенович

кандидат географических наук Тихомиров Константин Сергеевич

Ведущая организация: МГУ им. М.В. Ломоносова (лаборатория «Эрозии почв, русловых и устьевых процессов»).

Защита диссертации состоится 11 декабря 2008 года в 1 б22 часов на заседании диссертационного совета Д 212.197.02 при Российском государственном гидрометеорологическом университете по адресу 195196, Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета

Автореферат разослан » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Информация о донных наносах является крайне необходимой для проектирования и строительства различных пиротехнических сооружений (мостовых переходов, каналов различного назначения, дамб обвалования и других сооружений), обеспечения судоходства и водохозяйственных мероприятий. В то же время расходы донных наносов на сети Росгидромета не измеряются, а данные специальных наблюдений, в частности, за грядовым режимом перемещения наносов, как правило, не публикуются.

Анализ около 200 формул для расчета транспортирующей способности потока показал, что они в большинстве своем получены на основе данных экспериментов, выполненных в лотках прямоугольного сечения, и являются эффективными для естественных водотоков только в узком диапазоне изменений гидравлических характеристик речных потоков и морфологических характеристик русел. Погрешности расчетов по ним часто выходят за допустимые пределы.

Известно, что основной сток донных наносов происходит в периоды высоких паводков и половодий. Учитывая, что на территории России большинство рек относятся к равнинному типу, высокие паводки и половодья обычно проходят по затопленным поймам, при этом наблюдается эффект взаимодействия руслового и пойменного потоков. Последний, в основном трудами отечественных ученых (Г.В. Железняков, В.Н. Гончаров и др.), был вскрыт в середине 50-х годов прошлого века, но до настоящего времени не выполнена оценка влияния этого эффекта на транспортирующую способность руслового потока. Решение этой проблемы, имеющей большое научное и практическое значение, является основной целью данной работы.

Цели и задачи исследования. Вскрытие закономерностей воздействия эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов русловым потоком. Оценка возможности применения существующих формул и методов для расчетов расходов донных наносов в периоды пропуска паводков и половодий по затопленным поймам.

Разработка методики учета эффекта взаимодействия руслового и пойменных потоков при расчетах расходов донных наносов. Анализ результатов натурных исследований по изучению движения наносов.

Методика исследования и исходные материалы. Для решения поставленных задач в лаборатории Водных исследований при кафедре гидрометрии, РГТМУ была смонтирована жесткая модель прямоугольного русла с поймой. На этой модели проводились эксперименты по изучению влияния эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов.

Эксперименты проводились по разработанной в РГГМУ методике. Суть этой методики заключается в сравнении результатов измерений полученных как в изолированном от пойменного русловом потоке, так и при взаимодействии потоков. Это позволяет выявить влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков не юлько на гидравлические характеристики руслового потока, но и на его транспортирующую спо-

собность. Эксперименты выполнялись при расхождении динамических осей взаимодействующих потоков под углами равными 5°, 10°, 15°, 20°,

Научная новизна и практическая значимость. Впервые экспериментальным методом был вскрыт механизм воздействия пойменного потока на транспортирующею способность руслового при расхождении их динамических осей.

Определено превалирующее влияние особенностей морфологического «роения русла и поймы на расчетном участке на транспортирующую способность руслового потока при пропуске высоких паводков и половодий по затопленной пойме.

Установлено, что во всех исследованных в работе формулах для расчета расходов донных наносов не учитывается влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков. Рекомендовано введение в расчетные формулы поправочных коэффициентов, основанных на учете этого эффекта с помощью угла между динамическими осями взаимодействующих потоков, а также глубин затопления и шероховатости пойм.

Выполненные исследования позволяют уточнить величину стока наносов в паво-дочный период

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 5 и 6 - ом семинарах молодых ученых ВУЗов, объединяемых Советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов; на 10-ом международном симпозиуме по речным наносам в МГУ им. М.В. Ломоносова; на XXX Пленуме Геоморфологической комиссии РАН в СПбГУ; на третьем Украинско-польско-русском семинаре по проблеме эрозиоппо - аккумулятивных процессов в речных системах, в Львовском государственном университете; на итоговых сессиях ученого Совета РГГМУ; на XX (г. Ульяновск), XXI (г.Чебоксары), XXII (г. Новочеркасск) и XXIII (г. Калуга) пленарных межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов; на межвузовской конференции факультета географии РГПУ им. А.И. Герцена (LX Герценовские чтения); на Всероссийском конкурсе по естественным наукам учащейся молодежи высших учебных заведений Российской Федерации в г. Саратове.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержащего 130 источников и 5 приложений. Работа изложена на 158 страницах текста, включая 27 рисунков и 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается актуальность темы, а также основные цели и задачи диссертации.

В первой главе изложено состояние проблемы формирования и движения донных наносов. Рассмотрены формы транспорта наносов, выявлено распределение скоростей, уклонов водной поверхности и крупности донных отложений вдоль гряды.

Предварительный анализ показал, что основными факторами, определяющими параметры и форму перемещения гряд являются диаметр частиц, глубины и уклоны водной поверхности.

Во второй главе выполнен анализ формул для расчетов расходов донных наносов. Существующие методы измерения расходов донных наносов несовершенны, поэтому, из-за низкой точности получаемой информации, на сети Росгидромета измерения этих расходов не производятся. Большинство формул для расчетов расходов наносов основано на лабораторных данных и имеет ограниченный диапазон применения.

Разработка методики расчета расходов донных наносов осуществлялась на основе трех подходов: 1) динамического, изучающего силы, действующие на частицу, находящуюся на дне потока (В.Н. Гончаров, Г.И. Шамов, А. Шоклич, и др.); 2) статистического, изучающего вероятность срыва и перемещения донной частицы (Г.Л. Эйнштейн, М.А. Великанов, В.К. Дебольский и др.); 3) методом анализа размерностей (И. В. Егиаза-ров и др.), этот подход фактически является вспомогательным и обычно используется только для анализа и систематизации экспериментальных данных.

Существует около 200 формул для расчета расходов донных наносов. Для упрощения их анализа Н.Б. Барышников разделил все эти формулы и методы на четыре группы. В основу деления он положил определяющие гидравлические параметры. Фундаментальные исследования ГГИ, выполненные под руководством З.Д. Копалиани и посвященные оценке эффективности формул для расчетов расходов донных наносов показали, что большинство из них применимы в узком диапазоне изменения гидравлических характеристик потоков и морфометрических характеристик русел. Важным моментом этой работы явилось деление методов расчетов на две группы в зависимости от характера перемещения наносов: бесструктурные и структурные. Для последнего, обеспеченного более надежной лабораторной и натурной информацией, эффективность расчетных методик более высокая и особенно, методика ГГИ (З.Д. Копалиани и Б.Ф. Снищенко).

Анализ основных формул для расчета расходов наносов, полученных различными способами, показывает, что большинство из них может быть приведено к одному виду g¡¡ = /{у/у^ -1), что свидетельствует о достоверности предпосылок, положенных в основу их вывода. Также следует отметить, что к результатам оценки эффективности расчетных формул необходимо подходить с некоторой осторожностью, так как в натурных данных не устранен эффект запаздывания перемещения донных наносов от изменения гидравлических характеристик потоков.

Анализ основных причин неудовлетворительного состояния проблемы расчетов расходов донных наносов неоднократно выполнялся различными авторами (В.Е. Любимов, З.Д. Копалиани и др.).

Так, З.Д. Копалиани отмечает следующие недостатки: многообразие формул для определения критических скоростей; несогласованность терминологии; недостаточный учет структурных форм перемещения донных наносов, являющихся основной формой транспорта донных наносов в реках при полной подвижности руслового материала; низкая точность и ограниченность натурных измерений, отсутствие измерений на горных реках при высоких расходах воды; при оценке стока донных наносов не учитываются тип руслового процесса, величина реки и се гидрологический режим (фазы водности, неустановившийся режим и характеристики стока воды).

В третьей главе рассмотрено влияние пойменных потоков на пропускную способность и сопротивления речных русел.

В 1947-50 г. Г.В. Железняков, выполнивший анализ экспериментальных данных по изучению взаимодействия руслового и пойменных потоков, полученных на прямолинейной модели русла с двухсторонней поймой, обнаружил существенное уменьшение средних и поверхностных скоростей руслового потока под влиянием пойменного, впоследствии названное им кинематическим эффектом взаимодействия безнапорного руслового и пойменного потоков.

Последующие исследования этой проблемы в натурных условиях, в частности, выполненные в ГГИ под руководством Д.Е. Скородумова и позднее И.Ф. Карасева. позволили установить определяющее влияние особенностей морфологического строения пойм на расчетном участке на гидравлику потоков в руслах с поймами.

Теоретическое объяснение кинематического эффекта выполнено В.Н. Гончаровым, который отметил, что на границе раздела параллельных взаимодействующих потоков возникает вертикально расположенная волновая поверхность. При увеличении градиента скоростей взаимодействующих потоков волна опрокидывается и с её вершины отделяются вихри, которые в силу эффекта эжекции втягиваются в более быстрый русловой ноток. На образование и перемещение в поперечном направлении таких вихрей затрачивается энергия потока, что приводит к уменьшению пропускной способности русла, т. е. расход воды из-за этого эффекта становится меньше, чем в таком же, но изолированном русле при тех же глубинах.

В природных условиях параллельные потоки являются редким исключением. Обычно наблюдаются сходящиеся, расходящиеся или пересекающиеся русловые и пойменные потоки. Процесс взаимодействия потоков на основе данных натурных наблюдений на сети Росгидромета был исследован Н.Б. Барышниковым, предложившим их типизацию.

В основу типизации было положено взаимное расположение динамических осей взаимодействующих потоков. На этой основе для условий стационарной задачи выделено пять типов для участка расположенного ниже расчетного створа.

Анализ натурных данных Росгидромета, а также других научных и проигводствен-ных организаций (ГГИ, Гидропроекта и др.) позволил Н.Б.Барышникову, разработать методику расчёта пропускной способности пойменных русел, учитывающую эффект взаимодействия руслового и пойменных потоков и основанную на графических зависимостях вида:

уу»/,'/»е = /(^/^5 >а) " Для русловой составляющей

Результаты расчетов по данной методике значительно лучше, чем по методике, основанной на использовании формулы Шези.

Здесь же рассмотрены распространенные классификации пойм. Наиболее обоснованными из них следует признать классификации, разработанные в ГГИ И.В. Поповым и в МГУ - Н.И. Маккавеевым и P.C. Чаловым.

В четвертой главе приведены основные результаты исследований по воздействию эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов русловым потоком, здесь же изложены методики проведения экспериментов и уч<ла эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков при расчетах расходов донных наносов.

К сожалению, натурные исследования крайне ограничены. Особенно интересными являются результаты паводочных работ, проведенных сотрудниками ГГИ З.М. Великано-вой и H.A. Ярных на р. Оби у г. Барнаула и результаты исследований Ю.М. Корчочи и Б.Ф. Снищенко, по данным наблюдений на р.Полометь.

Так, на р.Оби производились измерения как жидкого стока, так и стока донных наносов в процессе пропуска паводка по затопленному пойменному массиву. Измерениями на излучине р.Оби было установлено, что в период подъёма уровней при пересечении руслового и поименных потоков под углом примерно равным 90°, в русле образовалась во-доворогная зона, в результате русло реки, было полностью заполнено донными наносами. Далее, последние, через прорвы в прирусловых валах стали поступать на пойменный массив. При этом была установлена четкая сортировка наносов по крупности. Наиболее крупные частицы осаждались в непосредственной близости от прорв. По мере передвижения в глубь массива крупность осевших частиц уменьшалась.

Учитывая ограниченность натурных данных по этой проблеме, а так же высокую стоимосгь и неопределенность во времени процессов пропусков паводков и половодий по затопленным поймам, за основу был принят метод физического моделирования.

Первые экспериментальные исследования по данной проблеме были проведены в лаборатории ЛГМИ (теперь РГГМУ) в начале 60-х годов прошлого столетия под руководством Н.Б. Барышникова. Эксперименты выполнялись в малом гидравлическом лотке с переменным уклоном, длиною 2,8 м н шириной 0,4 м. В этом лотке была смонтирована модель русла с поймой шириной 0,2м. Глубина русла была 0,05 м. Геометрические оси русла и поймы, а также динамические оси потоков в них были параллельны.

Эксперименты на этой модели проводились по методике, разработанной в РГГМУ, которая заключалась в измерении расходов наносов и других гидравлических параметров руслового потока сначала в условиях его изоляции тонкостенной стеклянной (0.004м) перегородкой от пойменного потока. Затем эта перегородка удалялась, и измерения повторялись при взаимодействии руслового и пойменного потоков. Основным недостатком данной работы явились малые размеры экспериментальной установки. В частности, её относительная ширина В ¡h < ¡0, а это оказывало значительное влияние на трансформацию поля скоростей руслового потока и, что особенно важно, приводило к существенному увеличению донных скоростей при тех же значениях средних скоростей (по сравнению с плоским потоком).

Анализ результатов экспериментов позволил установить, что зависимости расходов донных наносов в русле от глубины (Gp =/(Нр)) и от расхода воды (G? ~f (Qp)) под влиянием эффекта взаимодействия потоков отклоняются влево от аналогичных, но в изолированном русловом потоке (рис. 1). Величины этих отклонений тем больше, чем больше шероховатость поймы.

Здесь йр, Нр, - соответственно расходы донных наносов и глубина руслового потока; индекс р соответственно обозначает, что данные параметры получены в русловом потоке.

В 2003 г. в РГГМУ были проведены такого же рода эксперименты, но в расширенном диапазоне параметров и в большем по размеру лотке с переменным уклоном

Размеры установки: длина 6,0 м и ширина 0,6 м. Поверхность поймы, шириной 0,35м, и русла, шириной 0,25 м, выполнены из стекла, толщиной 4 мм. В этом лотке были смонтированы русло глубиной 0.05 м и пойма.

Принципиально новым явилось проведение экспериментов при слиянии руслового и пойменного потоков под углом а=20°. На рисунке 2 приведены зависимости Ор=^хр), как для условий изолированного руслового потока от пойменного, так и при взаимодействии при параллельности динамических осей потоков и при их схождении под углом а = 20°.

Как видно на рисунке 2, данные соответствующие взаимодействующим параллельным потокам, располагаются левее аналогичных для изолированного русла. При этом кривая Ср=/(ур), так же как кривые Ср=/(ИР) и СрпЩоЛ располагаются значительно левее кривой для условий изолированного русла. При третьем типе (пойменный поток вторгается в русловой под углом а = 20°), его транспортирующая способность уменьшаема еще более значительно и соответственно кривые Ор=/(кр) и Ор=/(£)р) располагаются значительно левее, аналогичных кривых, соответствующих взаимодействующим потокам, но при параллельности их динамических осей.

Как видно на графике (рис. 2), каждому типу взаимодействия потоков соответствует своя кривая зависимости Ор^/(ур), причем величина этого отклонения тем больше, чем

больше шероховатость поймы (при параллельности осей потоков) и наибольшая при схождении осей под углом 20°.

в,, г/с

Рисунок 2. Зависимость

1 - изолированное русло; 2 - русло с поймой при параллельности их осей; 3-4 -русло с поймой при сходящихся осях под углом а= 20°; 3 - гладкая пойма; 4 - шероховатая пойма.

Здесь Орцур - соответственно расходы донных наносов и средние скорости руслового потока; индекс р соответственно обозначают, что данные параметры получены в русловом потоке.

Эксперименты прошлых лет проводились на установках малых размеров, где существенным было влияние недостаточной длины установок (2,8 и 6,0 м), и не рассматривались случаи расхождения динамических осей потоков. Нами были продолжены работы по изучению эффекта взаимодействия руслового и пойменных потоков и его влияния на транспорт наносов.

Экспериментальные исследования выполнялись с целью решения двух задач. Первая - вскрыть особенности эффекта взаимодействия при вмром типе в явном виде, т.е. без воздействия дополнительных факторов которые оказывают существенное воздействие на этот процесс в натурных условиях. Вторая - выявить воздействие эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов русловым потоком.

Следует отметить, что в стационарных условиях этот тип взаимодействия потоков определяется морфологическими особенностями строения русла и поймы на расчётном участке. В условиях же пропуска паводков и половодий по затопленным поймам этот тип взаимодействия потоков соответствует периоду затопления поймы при подъёме уровней. Наиболее сложным при этом типе взаимодействия потоков является трактовка причин резкого увеличения скоростей руслового потока и соответственно пропускной способности русла.

Более сложным является решение второй проблемы, а именно - оценки воздействия эффекта взаимодействия потоков на транспортирующую способность руслового потока. Так проблема воздействия эффекта взаимодействия потоков на расход донных наносов при расходящихся осях потоков практически не исследовалась, хотя основная масса нано-

сов перемещается именно в периоды подъема уровней при пропуске высоких паводков и половодий.

Для реализации поставленной задачи была использована русловая площадка в лаборатории водных исследований РГГМУ с постоянным уклоном, размерами 11.0x2,40 м. На этой площадке из бетона бьиа смонтирована модель русла, шириной 0,30м с поймой переменной шириной от 0 до 2,10м. Глубина русла 0,05м (до отметки бровки прируслового вала).

Дно русла было выложено песком, слоем толщиной 1см. В конце русла был поставлен жёсткий порог, такой же высоты.

Входной бак был снабжён успокоителем, в виде щита, служащим для гашения энергии входа. Выходное отверстие лотка было снабжено жалюзи для регулирования гидравлического режима потока, а также пескоулавливающим устройством, представляющим собой деревянный каркас с прикреплённой к нему ловушкой, выполненной из капроновой ткани. Каркас был снабжён металлическими пластинами, с помощью которых он крепился непосредственно к выходному отверстию лотка.

В процессе работ были выполнены измерения скоростей, уклонов водной поверхности и расходов наносов на моделях с углами равными 5°, 10°, 15°, 20°.

После проведения экспериментов проводился анализ отложения наносов и определение их массы на пойме и в русле, а также наносов, поступивших в «ловушку»

По результатам экспериментов были рассчитаны расходы воды, скорости 1ечения и расходы наносов для всех трех створов. По всем этим данным были построены кривые зависимостей бу(?рб=/(<2,/()р& а), в р/Ор6 = / (¡г/кре, а) и й /врс =№р/уре, а). В качестве примера на рисунке 3 приведены зависимости О /Ор в =/(Ь/кр б, а).

вр/вра

♦ изолированное русло о Н параллельные потоки 0

А схождение потоков по углом 20 0 • расхождение потоков под углом 20

Ж расхождение потоков под углом 10 0 •• расхождение потоков под углом 5 °

,_ -г расхождений потоков под углом 15

Рисунок 3. Зависимости Ср/0р1-/(Ьр/Ир е, а) Здесь О, И, V и 0 - соответственно расходы донных наносов, глубины, средние скорости и расходы воды руслового потока; индексы р.б и р соответственно обозначают, что данные параметры получены в русловом потоке при уровнях затопленной бровки прируслового вала (р.б) или при более высоких уровнях (р).

Как видно на рисунке 3, при параллельности динамических осей потоков, а также при их схождении под углом 20° и расхождении под углами 5; 10; 15 и 20°, наблюдается

резко отличное расположение кривых--- ]

К А

\ Рб

Действительно, при расходящихся

осях потоков кривая —;— - / О,

ч

К.*)

располагается значительно правее аналогичной кривой для изолированного русла.

По нашему мнению, это объясняется резким изменением уклонов водной поверхности, обусловленных воздействием эффекта взаимодействия потоков.

Анализ .экспериментальных данных, полученных на основании проведенных экспериментов, подтверждает выводы о влиянии эффекта взаимодействия потоков на их транспортирующую способность, полученные еще в 60-х годах. Влияние этого эффекта значительно увеличивается при схождении и расхождении их динамических осей и зависит от глубины затопления русла и поймы и от уклона водной поверхности.

Также это подтверждается рисунком 4, где представлены зависимости на котором видно, что при увеличении глубины затопления поймы и угла а расхождения динамических осей потоков происходит увеличение расхода донных наносов.

........ -

§3. кг/с • 11=6 ст

Рисунок 4. вр =/{кр,а) Действительно, при взаимодействии потоков, при расхождении их динамических осей скорости руслового потока при выходе воды на пойму были более 1 м/с. При дальнейшем увеличении скоростей наносы начинали смываться со дна русла, и при их постоянной подаче в русле стали формироваться гряды. В створе, расположенном в пяти метрах от входа, скорости потока существенно уменьшились, из-за того, что значительная часть руслового потока поступила на пойму. Это сопровождалось уменьшением уклонов водной поверхности по длине установки, что привело к интенсивному отложению наносов в русле, (т.е. к формированию переката) и перемещению значительной их части на пойму. Последние отлагались на пойме или перемещались по ней в донногрядовой фазе.

Следовательно, влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов увеличивается при увеличении глубин, уклонов водной поверхности и углов а (при втором типе взаимодействия руслового и пойменного потоков).

При проведении экспериментов производились измерения объёмов наносов, поступающих на пойму, которые составляли от 1/2 до 2/3 всего объёма наносов, поступающих в русло на входе на установку. Это объясняется уменьшением расходов воды и скоростей руслового потока по длине и уменьшением уклонов водной поверхности руслового потока. Безусловно, натурные потоки существенно отличаются от лабораторных. Однако лабораторные исследования, несмотря на многие недочеты, позволяют выявить основные закономерности свойственные как лабораторным, так и натурным речным потокам.

Проведенные экспериментальные исследования выявили значительное воздействие эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов. Исходя из этого возникла необходимость учета этого эффекта в различных формулах для расчета расходов донных наносов. Для этого было выбрано 19 наиболее распространенных бесструктурных формул для расчета расходов донных наносов В частности были рассмотрены формулы: Гвелесиани, Гончарова, Вафина, Мейер-Петера, Доната. Рухадзе, Великанова, Шамова, Леви и других авторов. Расчеты проводились для каждого из измеренных расходов наносов. Анализ результатов расчетов показал, что по всем формулам получены неудовлетворительные результаты. Действительно, погрешности расчетов значительно превышают допустимые пределы, достигая в отдельных случаях тысяч процентов. Наименьшие погрешности получены по формуле Вафина.

Проведенный анализ свидетельствует о необходимости введения в расчетные формулы дополнительного коэффициента, учитывающего эффект взаимодействия руслового и пойменного потоков, в частности, учитываемого с помощью угла а и глубины затопления поймы.

В заключении сформулированы основные результаты исследований:

— установлено определяющее влияние особенностей морфологического строения русла и особенно поймы не только на гидравлику руслового потока, но и на его транспортирующую способность;

— под воздействием пойменного потока происходит трансформация скоростного поля руслового, что при втором типе взаимодействия потоков приводит не только к увеличению средних скоростей руслового потока, но и к трансформации эпюры их распределения. В частности, по глубине в сторону выравнивания. Следс1вием этого является увеличение донных скоростей при тех же их средних значениях В результате транспортирующая способность руслового потока в целом так же возрастает;

— впервые с помощью экспериментов установлено, что при втором типе взаимодействия потоков (расходящиеся динамические оси) ниже расчетного створа наблюдается значительное увеличение уклонов водной поверхности и средних скоростей руслового потока. Следствием этого является резкое увеличение транспортирующей способности руслового потока;

— величина этого увеличения находятся в прямой зависимости от глубины затопления поймы, уклона водной поверхности и угла расхождения динамических осей взаимодействующих потоков;

— в натурных условиях процесс затопления пойм при подъеме уровней воды близок ко второму типу взаимодействия потоков. Именно в этот период в русла рек с их бассейнов поступает наибольшее количество наносов, часто превышающее транспортирующую способность руслового потока. При этом система поток - русло таким образом перестраивает свою структуру, что увеличивает уклоны водной поверхности, а, следовательно, и транспортирующую способность руслового потока. Поступление наносов в речные русла в эти периоды часто превышает последнюю. Избыточное количество наносов откладывается в речном русле и на пойме;

— подтвержден действующий в природных условиях принцип саморегулирования. При затоплении пойм в русла рек поступает большое количество наносов и система, перестраиваясь, увеличивает характеристики руслового потока, а, следовательно, и его транспортирующую способность При разгрузке пойм наблюдается противоположный процесс;

— все исследованные формулы и методы расчета расходов донных наносов пе учитывают эффект взаимодействия руслового и пойменного потоков, что приводит к большим погрешностям расчетов. Величина этих погрешностей превышает допустимые пределы и по некоторым оценкам достигает несколько сотен процентов;

— для совершенствования формул и методов расчетов при их применении к расчетам расходов наносов при пропуске паводков и половодий по затопленным поймам необходимо вводить поправочные коэффициенты, учитывающие эффект взаимодействия потоков, в частности, с помощью учета угла а, а также глубин и шероховатости пойм.

теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Пагш А.О., Немчинов К.В. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт наносов// Эрозийные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии. (Материалы V семинара молодых ученых ВУЗов, объединяемых советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов).- М.: изд. МГУ,

2004, с. 166- 167.

2. Пагин А.О. Воздействие эффекта взаимодействия на транспортирующую способность руслового потока // Всероссийский конкурс среди учащейся молодежи высших учебных заведений Российской Федерации на лучшие научные рабо iu по естественным наукам: Тезисы научных работ,- Саратов: изд. Саратовский государственный технический университет, 2004, с.249 - 250.

3. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Саморегулирующая система «поток - русло» и роль наносов в ней// Водные пути и русловые процессы. Межвузовский сборник. - СПб.: изд. РГГМУ, 2007, с. 22 - 29.

4. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов//Пойма и пойменные процессы. Межвузовский сборник. - С-Пб.: изд. РГГМУ, 2006, с.73 - 82.

5. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Сток донных наносов при взаимодействия руслового и пойменного потоков// Двадцатое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ульяновск: изд. Студия печати. 2005, с. 105 - 106.

6. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов// Двадцать первое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Чебоксары: изд. ЧГУ, 2006, с. 14-17.

7. Пагин А.О. Сток донных наносов в периоды паводков и половодий// Эрозийные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии. (Материалы VI семинара молодых ученых ВУЗов, объединяемых советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов).- М.: изд. МГУ, 2006, с. 168 - 173.

8. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Транспорт наносов в системе русловой поток - русло// Двадцать второе пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов.- Новочеркасск: изд. НГМА, 2007, с. 89-91.

9. Солодовник Р.В., Субботина Е.С., Пагин А.О. Русловые карьеры// Двадцать второе пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Новочеркасск: изд, НГМА, 2007, с. 209.

10. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Сток наносов в саморегулирующей системе речной поток - русло//Материалы итоговой сессии ученого совета. -С-Пб.: изд. РГГМУ,

2005, с. 4 - 6.

11. Барышников Н.Б., Пагин А.О. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на сток донных наносов// Ерозшно-акумулятивш процеси i PÍ4KOBÍ системи освоених репошв. Зб1рник наукових праць III украшсько-польсько-росшського семшару. - Льв1в: изд. ЛНУ ¡м. 1вана Франка. 2006. с. 288 -293.

12. Пагин А.О., Селина Т.С., Тимофеева О.Л. Экспериментальные исследования влияния эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт нано-

сов//Ученые записки №5. Научно-теоретический журнал. Специальный выпуск. -С-Пб.: изд. РГГМУ, 2007, с. Ш - ! i 7.

13. Baryshnikov N.B., Pagin A.O. BED LOAD AND CHANNEL PROCESSES// Proceeding of the 10th International Symposium on River Sedimentation. August 1-4, Moscow, Russia. Volume II. - Moscow, MGU, 2007, pp. 23 - 28.

14. Барышников Н.Б., Пагин A.O., Селина T.C., Демидова Ю.А.. Воздействие особенностей морфологического строения бассейна, поймы и русла на процесс саморегулирования в системе бассейн-речной поток-русло//Отечественная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее: Материалы XXX Пленума Геоморфологической комиссии РАН Санкт-Петербург, 15-20 сентября 2008 года. - СПб.:СПбГУ, 2008, с. 187- 189.

15. Пагин А.О. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов в русле реки//Материалы межвузовской конференции. Факультет географии РГПУ им. А.И. Герцена. География и смежные науки. LX Герценовские чтения. - С-Пб.: изд. ТЕССА, 2007, с. 167 - 169.

В реферируемых жу рналах:

1. Пагин А.О., Барышников Н.Б., Немчинов К.В.Воздействие поймы на транспортирующую способность руслового потока// Известия ВНИИГ им.Б.Е. Веденеева. Гидравлика гидротехнических сооружений. Том 245.- С-Пб.: изд ВНИИ! ' им. Веденеева, 2006, с. 118-128.

2. Пагип А.О., Барышников Н.Б., Польцина Е.В. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспортирующую способность донных наносов// Известия РГПУ им. А.И. Герцена. Естественные и точные науки. Вып. №7(26).- С-Пб : изд. РГПУ им. А.И. Герцена. 2007, с. 143 - 152.

3. Пагин А.О., Барышников Н.Б., Польцина Е.В., Селина Т.С. Учет кинема шческого эффекта в методах расчета пропускной способности поймы и русла//Метеорология и гидрология. 2008. № 10, с. 80-85.

Подписано в печать 16.10.2008 Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 940.

Отпечатано в ООО «Издательство "JIEMA"»

199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д.24, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@rnail.ru http://www.lemaprint.ru

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Пагин, Алексей Олегович

Введение.

1 Современное состояние проблемы исследования движения донных наносов.

1.1 Образование речных наносов и факторы их обуславливающие.

1.2 Механические характеристики грунтов и наносов.

1.3 Гидравлические характеристики грунтов и наносов. Гидравлическая крупность.

1.4 Критические скорости сдвига и срыва зерен на дне потока. Условия устойчивости зерен на дне.

1.5 Движение речных наносов.

1.6 Классификация донных гряд.

1.7 Формирование донных гряд.

2 Формулы для расчета расходов донных наносов.

2.1 Оценка эффективности расчетных методик и формул для определения расходов донных наносов.

2.2 Краткий анализ основных причин неудовлетворительного состояния проблемы расчета расхода донных наносов в реках.

3 Влияние пойм на пропускную способность и сопротивления русел. Регулирование паводочного стока поймами.

3.1 Взаимодействие руслового и пойменного потоков.

3.1.1 Общие положения.

3.1.2 Классификация пойм.

3.2 Морфология пойм.

3.2.1 Плановые морфометрические характеристики пойм и закономерности их изменения по длине рек.

3.2.2 Высотные характеристики пойм и связь их с паводочными уровнями.

3.2.3 Частота и продолжительность затопления пойм.

3.2.4 Виды деформаций речных пойм и их классификации.

3.2.5 Роль поймы в руслоформировании.

3.3 Аккумуляция наносов и эрозия на поймах.

3.4 История исследования взаимодействия руслового и пойменного потоков.

3.5 Типизация процесса взаимодействия руслового и пойменного потоков.

3.6 Методы расчёта пропускной способности русл с поймами.

3.7 Трансформация полей скоростей русловых и пойменных потоков при их взаимодействии.

3.8 Сопротивление движению русловых потоков при их взаимодействии с потоками поймы. *

3.9 Влияние руслового потока на пропускную способность, гидравлические сопротивления и скоростное поле пойменного потока.

4 Воздействие эффекта взаимодействия руслового и пойменных потоков на транспорт наносов русловым потоком.

4.1 Натурные исследования по проблеме воздействия пойменного потока на транспортирующую способность руслового.

4.2 Экспериментальные исследования по проблеме влияния эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспортирующую способность руслового потока.

4.3 Экспериментальные исследования с 2006 по 2007 гг. Анализ ихрезультатов.

4.3.1 Общие положения.

4.3.2 Экспериментальная установка.

4.3.3 Методика проведения экспериментов.

4.3.4 Результаты экспериментальных исследований стока донных наносов.

4.4 Оценка формул для расчетов расходов донных наносов (на основе экспериментальных данных).

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов"

Актуальность темы

Информация о донных наносах является крайне необходимой для проектирования и строительства различных гидротехнических сооружений (мостовых переходов, каналов различного назначения, дамб обвалования и других сооружений), обеспечения судоходства и водохозяйственных мероприятий. В то же время расходы донных наносов на сети Росгидромета не измеряются, а данные специальных наблюдений, в частности, за грядовым режимом перемещения наносов, как правило, не публикуются.

Анализ около 200 формул для расчета транспортирующей способности потока показал, что они в большинстве своем получены на основе данных экспериментов, выполненных в лотках прямоугольного сечения, и являются эффективными для естественных водотоков только в узком диапазоне изменений гидравлических характеристик речных потоков и морфологических характеристик русел. Погрешности расчетов по ним часто выходят за допустимые пределы.

Известно, что основной сток донных наносов происходит в периоды высоких паводков и половодий. Учитывая, что на территории России большинство рек относятся к равнинному типу, высокие паводки и половодья обычно проходят по затопленным поймам, при этом наблюдается эффект взаимодействия руслового и пойменного потоков. Последний, в основном трудами отечественных ученых (Г.В. Железняков, В.Н. Гончаров и др.), был вскрыт в середине 50-х годов прошлого века, но до настоящего времени не выполнена оценка влияния этого эффекта на транспортирующую способность руслового потока. Решение этой проблемы, имеющей большое научное и практическое значение, является основной целью данной работы.

Цели и задачи исследования.

Вскрытие закономерностей воздействия эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов русловым потоком. Оценка возможности применения существующих формул и методов для расчетов расходов донных наносов в периоды пропуска паводков и половодий по затопленным поймам.

Разработка методики учета эффекта взаимодействия руслового и пойменных потоков при расчетах расходов донных наносов. Анализ результатов натурных исследований по изучению движения наносов. Методика исследования и исходные материалы.

Для решения поставленных задач в лаборатории Водных исследований при кафедре гидрометрии, РГГМУ была смонтирована жесткая модель прямоугольного русла с поймой. На этой модели проводились эксперименты по изучению влияния эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов.

Эксперименты проводились по разработанной в РГГМУ методике. Суть этой методики заключается в сравнении результатов измерений полученных как в изолированном от пойменного русловом потоке, так и при взаимодействии потоков. Это позволяет выявить влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков не только на гидравлические характеристики руслового потока, но и на его транспортирующую способность. Эксперименты выполнялись при расхождении динамических осей взаимодействующих потоков под углами равными 5°, 10°, 15°, 20°. Научная новизна и практическая значимость.

Впервые экспериментальным методом был вскрыт механизм воздействия пойменного потока на транспортирующую способность руслового при расхождении их динамических осей.

Определено превалирующее влияние особенностей морфологического строения русла и поймы на расчетном участке на транспортирующую способ6 ность руслового потока при пропуске высоких паводков и половодий по затопленной пойме.

Установлено, что во всех исследованных в работе формулах для расчета расходов донных наносов не учитывается влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков. Рекомендовано введение в расчетные формулы поправочных коэффициентов, основанных на учете этого эффекта с помощью угла между динамическими осями взаимодействующих потоков, а также глубин затопления и шероховатости пойм. Выполненные исследования позволяют уточнить величину стока наносов в паводочный период. Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на 5- и 6-ом семинарах молодых ученых ВУЗов, объединяемых Советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов; на 10-ом международном симпозиуме по речным наносам в МГУ им. М.В. Ломоносова; на XXX Пленуме Геоморфологической комиссии РАН в СПбГУ; на третьем Украинско-польско-русском семинаре по проблеме эрозионно-аккумулятивных процессов в речных системах, в Львовском государственном университете; на итоговых сессиях ученого Совета РГГМУ; на XX (г. Ульяновск), XXI (г. Чебоксары), XXII (г. Новочеркасск) и XXIII (г. Калуга) пленарных межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов; на межвузовской конференции факультета географии РГПУ им. А.И. Герцена (LX Герценовские чтения); на Всероссийском конкурсе по естественным наукам учащейся молодежи высших учебных заведений Российской Федерации в г. Саратов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержащего 130 источников и 5 приложений. Работа изложена на 160 страницах текста, включая 27 рисунков и 2 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Пагин, Алексей Олегович

Заключение.

Проведенный анализ лабораторных и натурных данных и расчетов позволяют сделать следующие выводы и предложения: установлено определяющее влияние особенностей морфологического строения русла и особенно поймы не только на гидравлику руслового потока, но и на его транспортирующую способность; под воздействием пойменного потока происходит трансформация скоростного поля руслового, что при втором типе взаимодействия потоков приводит не только к увеличению средних скоростей руслового потока, но и к трансформации эпюры их распределения. В частности, по глубине в сторону выравнивания. Следствием этого является увеличение донных скоростей при тех же их средних значениях. В результате транспортирующая способность руслового потока в целом так же возрастает; впервые с помощью экспериментов установлено, что при втором типе взаимодействия потоков (расходящиеся динамические оси) ниже расчетного створа наблюдается значительное увеличение уклонов водной поверхности и средних скоростей руслового потока. Следствием этого является резкое увеличение транспортирующей способности руслового потока; величина этого увеличения находится в прямой зависимости от глубины затопления поймы, уклона водной поверхности и угла расхождения динамических осей взаимодействующих потоков; в натурных условиях процесс затопления пойм при подъеме уровней воды близок ко второму типу взаимодействия потоков. Именно в этот период в русла рек с их бассейнов поступает наибольшее количество наносов, часто превышающее транспортирующую способность русло

139 вого потока. При этом система поток — русло таким образом перестраивает свою структуру, что увеличивает уклоны водной поверхности, а, следовательно, и транспортирующую способность руслового потока. Поступление наносов в речные русла в эти периоды часто превышает последнюю. Избыточное количество наносов откладывается в речном русле и на пойме; подтвержден действующий в природных условиях принцип саморегулирования. При затоплении пойм в русла рек поступает большое количество наносов и система, перестраиваясь, увеличивает характеристики руслового потока, а, следовательно, и его транспортирующую способность. При разгрузке пойм наблюдается противоположный процесс; все исследованные формулы и методы расчета расходов донных наносов не учитывают эффект взаимодействия руслового и пойменного потоков, что приводит к большим погрешностям расчетов. Величина этих погрешностей превышает допустимые пределы и по некоторым оценкам достигает несколько сотен процентов; для совершенствования формул и методов расчетов при их применении к расчетам расходов наносов при пропуске паводков и половодий по затопленным поймам необходимо вводить поправочные коэффициенты, учитывающие эффект взаимодействия потоков, в частности, с помощью учета угла а, а также глубин и шероховатости пойм.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Пагин, Алексей Олегович, Санкт-Петербург

1. Чалов, Р.С. Географические исследования русловых процессов Текст. / Р.С. Чалов; Под ред. Н.И. Маккавеева.-М.: Изд. МГУ, 1979.-232 с.

2. Алексеевский, Н.И. Движение наносов и русловые процессы Текст. /Н.И. Алексеевский, Р.С. Чалов.-М.: Изд. МГУ, 1997.-170 с.

3. Маккавеев, Н.И. Денудационная составляющая баланса вещества в системе океан-суша и ее роль в формировании пенепленов Текст. /

4. Н.И. Маккавеев // Водные ресурсы.-1982.-№3- С. 147 155.

5. Пагин, А.О. Русловые карьеры Текст. / А.О. Пагин, Р.В. Солодовник, Е.С. Субботина // Двадцать второе пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процес-сов.-Новочеркасск: Изд. НГМА, 2007.-С. 209.

6. Беркович, К.М. Движение макроформ руслового рельефа в разветвленном русле Текст. / К.М. Беркович // Третья Всесоюз. конференция "Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей". Тезисы докладов. Том 1.-М.: Наука 1989,-С. 23-26.

7. Зорина, Е.Ф. Овраги, оврагообразование и потенциал развития Текст. / Е.Ф. Зорина // Эрозия почв и русловые процессы.-М.: Изд. МГУ, 2000.-Вып. 12.-С. 72-95.

8. Беркович, К.М. Устойчивость и деформации русел равнинных рек Текст. /К.М. Беркович//Геоморфология.-2004.-№ 1.-С. 13-19.

9. Беркович, К.М. Перекаты крупных равнинных рек и их связь сморфологией речной долины и русла реки Текст. / К.М. Беркович // Вопросы морфодинамики.-М.: 1983-С. 12-20.

10. Гончаров, В.Н. Динамика русловых потоков Текст. / В.Н. Гончаров-JI.: Гидрометеоиздат, 1962—374 с.

11. Гончаров, В.Н. Основы динамики русловых потоков Текст./ В.Н. Гончаров.-JI.: Гидрометеоиздат, 1954.-452 с.

12. Леви, И.И. Инженерная гидрология Текст. / И.И. Леви.-М.: Высшая школа, 1968.-238 с.

13. Барышников, Н.Б. Антропогенное воздействие на саморегулирующуюся систему бассейн речной поток-русло Текст. / Н.Б. Барышников, Е.А. Самусева.-СПб.: Изд. РГТМУ, 1999.-220 с.

14. Мирцхулава, Ц.Е. Некоторые современные проблемы механики эрозии и её решение с вероятностной позиции Текст. / Ц.Е. Мирцхулава // Труды V Всесоюзного гидрол. съезда.-Кн. 2,- Л.: Гидрометеоиздат, 1988.-Т. 10.-С. 88-95.

15. Дебольский, В.К. Транспорт наносов в рекахТекст. / В.К. Де-больский, В.В. Романовский // Труды V Всесоюзного гидрол. съезда.-Кн. 2.Л.: Гидрометеоиздат-1988. -Т. 10.-С. 4-12.

16. Чалов, Р.С. Влияние побочней перекатов на динамику речных берегов Текст. / Р.С. Чалов // Вестник МГУ .-Сер. 5. География, 1974.-№ 4.-С. 35-39.

17. Raudkivi, A.I. Study of sediment ripple formation Текст. / A.I. Raud-kivi // J. Hydr. Div. Proc. Am. Soc. Civ. Engrs.-Vol. 89-1963.-№ 6. 496 p.

18. Знаменская, H.C. Грядовое движение наносов Текст. / Н.С. Зна-менская.-Л.: Гидрометеоиздат, 1968.-188 с.

19. Изд. ЦНИИЭиЭВТ, 1957—Вып. 12.-С. 5-86.

20. Шамов, Г.И. Речные наносы Текст. /Г.И. Шамов—Л.: Гидроме-теоиздат, 1959—378 с.

21. Лопатин, Г.В. Наносы рек СССР (образование и перенос) Текст. / Г.В. Лопатин.-М.: Географгиз, 1952.-366 с.

22. Верболов, В.И. Гидрометеорологический режим и тепловой баланс озера Байкал Текст. / В.И. Верболов, В.М. Сокольников, М.Н. Шимара-ев.-М.: Наука, 1985.-374 с.

23. Викулова, Л.И. Вопросы методики расчета саморазмыва кана-ловТекст. / Л.И. Викулова // Труды Гидропроекта.-Л.: Изд. Гидропроект, 1964.-С6. 12.- С. 294-305.

24. Чернов, А.В. Геоморфология пойм равнинных рек Текст. / А.В. Чернов; Под ред. д.г.н. Р.С. Чалова.-М.: Изд. МГУ, 1983.-198 с.

25. Пушкарев, В.Ф. Движение влекомых наносовТекст. / В.Ф. Пуш-карев// Труды ГТИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1948-Вып. 8 (62)-С. 93-109.

26. Михайлова, Н.А. Перенос твердых частиц турбулентными потоками воды Текст. / Н.А. Михайлова.-Л.: Гидрометеоиздат, 1966.-234 с.

27. Караушев А.В. Теория и методы расчета речных наносов Текст. / А.В. Караушев.-Л.: Гидрометеоиздат, 1977.-272 с.

28. Корчоха, Ю.М. Исследование грядового движения наносов на р.ПолометьТекст. / Ю.М. Корчоха // Труды ГГИ Л.: Гидрометеоиздат, 1968.-Вып. 147.-С. 52-68.

29. Знаменская, Н.С. Донные наносы и русловые процессы Текст. / Н.С. Знаменская.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.-192 с.

30. Знаменская, Н.С. Гидравлическое моделирование русловых процессов Текст. /Н.С. Знаменская.-Л.: Гидрометеоиздат, 1992.-240 с.

31. Снищенко, Б.Ф. Исследования процесса заносимости судоходных прирезей на реках : автореф. дисс. канд. техн. наук Текст. / Б.Ф. Снищенко.— Л.: Изд. ЛИВТ, 1964.

32. Снищенко, Б.Ф. Связь типов русел с формами речных долин Текст. /Б.Ф. Снищенко //Геоморфология, 1979-№ 1.-С. 18-25.

33. Снищенко, Б.Ф. Типы руслового процесса и их возникновение Текст. /Б.Ф. Снищенко//ТрудыГГИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1980-Вып. 263 .-С. 4-40.

34. Гришанин, К.В. Учение о динамике русловых потоков Текст./ Б.Ф. Снищенко, К.В. Гришанин// Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Проблемы русловедения.-М.: Изд. МГУ, 2003. -Вып. 9.-С. 5-15.

35. Месерлянс, Г.Г. Изменение руслового режима при устройстве малого карьера Текст./ Г.Г. Месерлянс, Б.Ф. Снищенко // Труды ГГИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1987-Вып. 307. -С. 43-62.

36. Снищенко, Д.В. Русловой процесс на реках зоны БАМ Текст. / Д.В. Снищенко // Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях.-М.: Изд. МГУ, 1981.-С. 294-295.

37. Алексеевский, Н.И. Формирование и движение речных наносов Текст. / Н.И. Алексеевский.-М.: Изд. МГУ, 1998.-202 с.

38. Гришанин, К.В. Теория руслового процесса Текст./ К.В. Гриша-нин.-М.: Транспорт, 1972.-216 с.

39. Завадский, А.С.,. Речные излучины Текст. / А.С. Завадский, А.В Панин, Р.С. Чалов.-М.: Изд. МГУ, 2004-370с.

40. Чалов, Р.С. Русловые исследования (избранные главы по курсу «Водно-Технические изыскания») Текст. / Р.С. Чалов.-М.: Изд. МГУ, 1995— 104 с.

41. Зенкович, В.П. Основы учения о развитии морских берегов Текст. /В.П. Зенкович.-М.: Изд. Акад. Наук СССР. 1962, 710с.

42. Беркович, К.М. Географический анализ антропогенных изменений русловых процессов Текст. / К.М. Беркович—М.: ГЕОС, 2001.-164 с.

43. Кузьмин, И.А. Закономерности формирования речных русел Текст. / И.А. Кузьмин, К.И. Россинский // Русловые процессы.-М.: Изд. АН СССР, 1958.-С. 5-14.

44. Кондратьев, Н.Е. Дискретность русловых процессов Текст./ Н.Е. Кондратьев // Труды ГГИ-Л.: Гидрометеоиздат, 1978.-Вып. 252.-С. 3-19.

45. Алексеевский, Н.И. Гидрофизика: учебник для студентов ВУЗов Текст. / Н.И. Алексеевский.-М.: Академия, 2006.-176 с.

46. Алексеевский, Н.И. Гряды и их влияние на условия судоходства Текст. / Н.И. Алексеевский // Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов.-М, 1999.-С. 61-68.

47. Барышников, Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм Текст. / Н.Б. Барышников.-Л.: Гидрометеоиздат, 1984.-280 с.

48. Великанов, М.А. Динамика русловых потоков. Наносы и русло Текст. / М.А. Великанов-М.: Гостехиздат, 1955.-323 с.

49. Шуляк, Б.А. Физика волн на поверхности сыпучей среды и жидкости Текст. / Б.А. Шуляк.-М.: Наука, 1971.-400с.

50. Ляпин, А.Н. О расчете русловых деформаций (плоская и плановая задача) Текст. / А.Н. Ляпин //Труды ГТИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1964-Вып. 116.-С. 19-31.

51. Маккавеев, В.М. Вопросы теории турбулентности и движения наносов Текст./В.М. Маккавеев //Труды ГГИ—Л.: Гидрометеоиздат, 1963-Вып. 100.-С—54-87.

52. Allen, J.R.L. Polymodal dune assemblanses: an interpretation in term of dune creation-destruction in periodic flows Текст. / J.R.L. Allen // Sed. Geol, 1978.-Vol. 20.—№ l.-P. 17-28

53. Барышников, Н.Б. Динамика русловых потоков Текст. / Н.Б. Барышников. СПб: Изд. РГГМУ, 2007.-314 с.

54. Schoklitsch, A. Der Wasserbau Текст. / A. Schoklitsch—Vol. 1. 1930, рр 49-54.

55. Einstein, Н.А. Prediction of the shape of improved alluvial channels from existing such channels Текст. / Н.А. Einstein, A.L.C. Hsieh // Acta Tech. Budapest, 1971.-Vol. 70.-№ 1-2.-P. 199-211.

56. Егиазаров, И.В. Образование и разрушение самоотмостки русла и его последствия Текст. / И.В. Егиазаров // Движение наносов в открытых руслах.-М.: Наука, 1970.-С. 201-208.

57. Копалиани, З.Д., Расчёты расхода донных наносов в реках Текст. / З.Д. Копалиани, А.А. Костюченко// Сб. работ по гидрологии-СПб.: Гидро-метеоиздат. Сб. работ по гидрологии, 2004.-№27.-С. 25-40.

58. Барышников, Н.Б Динамика русловых потоков и русловые процессы Текст. / Н.Б. Барышников, И.В. Попов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1988 — 456 с.

59. Любимов, В.Е. О способах учёта стока донных наносов на реках Текст./ В.Е. Любимов // Труды III Всесоюз. гидролог. Съезда.-Л.: Гидрометеоиздат, 1960-Т. 5-С. 366-376.

60. Замарин, Е.А. Транспортирующая способность и допускаемые скорости течения в каналах Текст. / Е.А. Замарин-М.-Л.: Госстройиздат, 1951.-С. 83.

61. Гостунский, А.Н. Взвешивающая способность Текст. / А.Н. Гос-тунский //Изв. АН УзбССР, 1954.-№ З.-С. 59-68.

62. Рухадзе, Н.В. Динамические особенности русловых процессов горно-предгорных участков рек : автореферат диссертации кандидата технических наук Текст. / Н.В. Рухадзе.-М.: 1983.-16 с.

63. Гришанин, К.В. Гидравлическое сопротивление естественных русел Текст. / К.В. Гришанин.-СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.-184 с.

64. Алексеевский, Н.И. К расчету стока влекомых наносов на неизученных реках в период межени Текст. / Н.И. Алексеевский, А.Б. Гайкович // Метеорология и гидрология, 1987.-№ 8.-С. 96-102.

65. Пейнтер, Р.Б. Речные наносы Текст. / Р.Б. Пейнтер // Грани гид-рологии.-Л.: Гидрометеоиздат, 1980.-С. 195-212.

66. Форхгеймер, Ф. Гидравлика Текст. / Ф. Форхгеймер.-М.: ОНТИ, 1935.-615 с.

67. Hegly, М. Note sur de l'ean en canal a profil complexe Текст. / M. Hegly.—Paris, 1936.-151 p.

68. Поляков, Б. В. Гидрологический анализ и расчеты Текст. / Б.В. Поляков.-Л.: Гидрометеоиздат, 1946.-480 с.

69. Железняков, Г.В. Пропускная способность русел, каналов и рек Текст./ Г.В. Железняков.-Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-310 с.

70. Скородумов, Д.Е. Вопросы гидравлики пойменных русел в связи с задачами построения и экстраполяции кривых расходов воды Текст./ Д.Е. Скородумов // Труды ГГИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1965-Вып. 128. С.-З-96.

71. Карасев, И.Ф. Речная гидрометрия и учет водных ресурсов Текст. /И.Ф. Карасев.-JI.: Гидрометеоиздат, 1980.-310 с.

72. Вильяме, В.Р. Почвоведение.-6-е изд. Текст./ В.Р. Вильямс.-М.: 1949.-472 с.

73. Чернов, А.В. Геоморфология пойм равнинных рек Текст. / А.В. Чернов—М.: изд-во МГУ, 1983.-198 с.

74. Еленевский, Р.А. Вопросы изучения и освоения пойм Текст. / Р.А. Еленевский—М.: ВАСХНИЛ, 1936.-100 с.

75. Маккавеев, Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне Текст. / Н.И. Маккавеев.-М.: Изд. АН СССР, 1955.-347 с.

76. Маккавеев, Н.И. Русловый режим рек и трассирование прорезей Текст. / Н.И. Маккавеев.-М.: Речиздат, 1949.-202 с.

77. Попов, И.В. Деформации речных русел и гидротехническое строи тельство Текст. / И.В. Попов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1969.-363 с.

78. Чалов, Р.С. Русловые процессы на малых равнинных реках как особый тип русловых процессов Текст. / Р.С. Чалов// Процессы и экологическая обстановка в бассейнах малых рек.-Ижевск: Изд. Дом «Удмурт. Ун-т», 2000.-С. 11-16.

79. Антроповский, В.И. Гидроморфологические зависимости и их дальнейшее развитие Текст. /В.И. Антроповский //Труды ГГИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1969-Вып. 169.-С. 34-86.

80. Алексеевский, Н.И. Индикационные методы гидроморфологических исследований Текст. / Н.И. Алексеевский// Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 12.-М: Изд. МГУ, 2000.-С. 232-240.

81. Попов, И.В. Типизация пойм в связи со строительным проектированием Текст. / И.В. Попов// Движение наносов в открытых руслах.-М.: Наука, 1970.-С. 28-32.

82. Барышников, Н.Б. Зависимость уклонов свободной поверхности при пропуске паводков по пойме от морфометрических характеристик русла и поймы Текст. / Н.Б. Барышников, Е.С. Субботина// Метеорология и гидрология, 1981.-№ 1.-С. 82—88.

83. Шанцер, Е.В. Очерки учения о генетических типах континентальных осадочных образований Текст. / Е.В. Шанцер //Труды Геологического ин-та АН СССР.-М: Изд. АН СССР, 1966.-Вып. 161.-240 с.

84. Усачев, В.Ф. Анализ изменения уровней воды для оценки процессов затопления и опорожнения многорукавной поймы Текст. / В.Ф. Усачев // Труды ГГИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1972-Вып. 195.-С. 63-76.

85. Великанов, М.А. Русловой процесс (основы теории) Текст. / М.А. Великанов.-М.: Госфизматгиз, 1958.-395 с.

86. Железняков, Г.В. Гидравлическое обоснование методов речной гидрометрии Текст. / Г.В. Железняков.-М.-Л.: Изд. АН СССР, 1950.-163 с.

87. Спицын, И.П. О взаимодействии потоков основного русла и поймы Текст. / И.П. Спицын// Метеорология и гидрология, 1962.-№ 10.-С. 22-27.

88. Барышников, Н.Б. Системный подход к оценке сопротивлений речных русел Текст. / Н.Б. Барышников, Е.А. Самусева.-СПб.: Изд. РГГМИ, 1992.-79 с.

89. Саликов, В.Г. Некоторые исследования взаимодействия руслового я пойменного потоков Текст. / В.Г. Саликов // Труды IV Всесоюзного гидрол. съезда.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.-Т. 11.-С. 75—81.

90. Shvidchenko, A.B. Incipient motion of streambeds Текст. / A.B. Shvidchenko// Ph.D. Dissertation. University of Glasgow: Glasgow. UK, 2000.-P. 75- 124.

91. Барышников, Н.Б. Об учете взаимодействия руслового и поймен ного потоков при построении и экстраполяции кривых расходов воды Текст. / Н.Б. Барышников //Труды ЛГМИ.-Л.: Изд. ЛГМИ, 1967.-Вып. 25.-С. 41-49.

92. Знаменская, Н.С. Экспериментальное исследование гидравлики пойменных русел при ограниченном меандрировании Текст. /

93. Н.С. Знаменская, М. М. Филаретова// Труды ГГИ—Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-Вып. 183.-С. 54-69.

94. Алтунин, В.С.Влияние кинематического эффекта безнапорного потока на транспорт наносов Текст./ Н.Б. Барышников, Г.В. Железняков, B.C. Алтунин //В кн.: Движение наносов в открытых руслах. М.: Наука, 1970.-С. 19-23.

95. Барышников, Н.Б. К вопросу о влиянии формы сечения на пропускную способность русла Текст./ Н.Б. Барышников, А. В. Кокарев //Труды ЛГМИ.-Л.: Изд. ЛГМИ, 1969.-Вып. 36.-С. 80-89.

96. Барышников, Н.Б. Гидравлические сопротивления речных русел Текст. /Н.Б. Барышников—СПб.: Изд. РГГМУ, 2003.- 147 с.

97. Барышников, Н.Б. Антропогенное воздействие на пойменные процессы Текст. / Н.Б. Барышников, Е.Н. Кузнецова, Е.В. Польцмна// В сб. «Поймы и пойменные процессы».-СПб.: Изд. РГГМУ, 2006.-С. 39^47.

98. Радюк, А.Л. Основы гидравлики лесосплавных сооружений. Дно углубление Текст. / А.Л. Радюк.-Красноярск: Изд. СТИ, 1978.-32 с.

99. Ржаницын, Н.А. Руслоформирующие процессы рек Текст. / Н.А. Ржаницын.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-264 с.

100. Карасев, И.Ф. Форма поперечных сечений и пропускная способность каналов Текст./И.Ф. Карасев//Труды ГТИ.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985— Вып. 301.-С. 30^42.

101. Войнович, П.А. Об уравнении размыва Текст. / М.А. Дементьев, П.А. Войнович // Изв. ВНИИГ, 1932.-Т. 6.-С. 80-102.

102. Соколов, Ю.Н. Деформации в схематизированном русле трапецеидального сечения при наличии и отсутствии поймы Текст. /Ю.Н. Соколов// Движение наносов в открытых руслах.-М.: Изд. Наука, 1970.-С. 59-62.

103. Великанова, З.М. Натурные исследования гидравлики пойменного массива в высокое половодье/ З.М. Великанова, Н.А. Ярных // Труды ГГИ.—Л.: Гидрометеоиздат, 1970-Вып. 183.-С. 33-53.

104. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Теория и методы расчета русловых процессов /Н.Е. Кондратьев, И.В. Попов, Б.Ф. Снищенко// Генеральные доклады IV Всесоюзного гидрологического съезда. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.-С. 158-175.

105. Барышников, Н.Б. Сток наносов в саморегулирующей системе речной поток — русло Текст. / Н.Б. Барышников, А.О. Пагин //Материалы итоговой сессии ученого совета-СПб.: Изд. РГГМУ, 2005.-С. 4-6.

106. Барышников, Н.Б. Транспорт наносов в рулсопойменных потоках Текст. /Н.Б. Барышников, К.В. Немчинов//Материалы итоговой сессии ученого совета.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2004.-С. 4-6.

107. Барышников, Н.Б. Влияние эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков на транспорт донных наносов Текст. / Н.Б. Барышников, А.О. Пагин//Пойма и пойменные процессы. Межвузовский сборник.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2006.-С.73-82.

108. Барышников, Н.Б. Саморегулирующая система «поток русло» и роль наносов в ней Текст. /Н.Б. Барышников, А.О. Пагин// Водные пути и русловые процессы. Межвузовский сборник. -СПб.: Изд. МГУ, 2007.-22 - 29.

109. Baryshnikov, N.B. BED LOAD AND CHANNEL PROCESSES Текст. / N.B. Baryshnikov, A.O. Pagin// Proceeding of the 10th Unternational Symposium on River Sedimentation. August 1-4, Moscow, Russia. Volume II. -Moscow: MGU, 2007.-P. 23 28.

110. Чалов, Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 1: Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел Текст. / Р.С. Чалов — М.: Изд. ЛКИ, 2008.-610 с.

111. Пагин, А.О. Учет кинематического эффекта в методах расчета пропускной способности поймы и русла Текст. /А.О. Пагин, Н.Б. Барышников, Е.В. Польцина, Т.С. Селина //Метеорология и гидрология, 2008.-№ 10-С. 80-85.

112. Маккавеев, Н.И. Русловые процессы. Учебник Текст. / Н.И. Маккавеев, Р.С. Чалов.-М.: Изд. МГУ, 1986.-264 с.