автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Гидродинамические аспекты аварийных ситуаций на судоходных шлюзах

На правах рукописи

ШАТАЛИНА ВЕРА НИКОЛАЕВНА

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ

05.23.16 - гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск 2004

Работа выполнена на кафедре гидротехнических сооружений и гидравлики Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Дегтярев Владимир Владимирович (мл.)

Ведущая организация: Обское государственное

бассейновое управление водных путей и судоходства

Защита состоится «ЛЛ» ЭекаЯря 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.171.03 в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) по адресу: 630008, г.Новосибирск, ул. Ленинградская, 113, ауд. 239.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин).

Автореферат разослан «/9 » 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент ' Дзюбенко Л.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Остапенко Владимир Викторович

кандидат технических наук Мороз Андрей Анатольевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Исследование гидродинамических аспектов развития аварийных ситуаций, являющихся причиной нарушения устойчивого функционирования водохозяйственных и гидроэнергетических объектов и обусловленных разрушением гидротехнических сооружений, их отдельных конструкций или элементов механического оборудования, является весьма актуальной задачей, требующей выполнения комплексных расчетно-теоретических и экспериментальных исследований. Судопропускные сооружения не являются в этом смысле исключением.

Спектр задач, требующих решения при выполнении анализа последствий аварий, возникающих в тех или иных ситуациях и развивающихся по различным сценариям, достаточно широк и подразумевает в первую очередь необходимость исследования нестационарных гидродинамических процессов в камерах и подходных каналах судоходных шлюзов. Последнее позволяет оценить: величину гидродинамического воздействия на суда (или составы), находящиеся в их пределах в момент аварии; усилия, возникающие в швартовных тросах; ударные нагрузки на элементы шлюза и конструкции ворот, что в свою очередь дает возможность прогнозировать дальнейшее развитие аварии и обосновать мероприятия по устранению причин ее возникновения.

Целями диссертационной работы являются:

- решение одной из сложных задач гидравлики открытых нестационарных потоков - изучение распада разрыва, обусловленного устранением преграды, создающей сосредоточенный перепад уровней воды, при наличии высотных перепадов дна;

- оценка усилий в швартовных тросах, возникающих в случае аварийной ситуации, что позволит прогнозировать сценарии дальнейшего развития аварии.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены параметры нестационарных гидродинамических процессов в призматическом горизонтальном лотке

прямоугольного поперечного сечения с уступом и порогом на дне при различных начальных перепадах уровней;

- экспериментально обосновано, что при отсутствии влияния отраженных волн, возникающая после разрушения ворот шлюза волновая картина в каждой камере может быть описана решением связанных между собой задач о распаде граничного разрыва для одномерных уравнений неустановившегося движения жидкости в открытом русле с резким перепадом отметок дна;

- экспериментально определены усилия в швартовных тросах и доказана возможность их обрыва при определенных сценариях и условиях развития аварийных ситуаций.

Достоверность результатов выполненных исследований обоснована путем сравнения полученных экспериментальных данных с теоретическими решениями, основанными на фундаментальных законах механики; многократным повторением опытов в одних и тех же условиях и сравнением результатов, полученных на разномасштабных установках.

Практическая ценность работы заключается в том, что определены условия применения существующих методов расчета неустановившегося движения открытых водных потоков, в частности при резких изменениях отметок дна, применительно к гидротехническим сооружениям и получены новые экспериментальные данные для совершенствования этих методов, что может быть использовано в практике проектных работ и в конечном счете позволит обеспечить устойчивое функционирование судоходных шлюзов; результаты диссертационной работы использованы при разработке специального раздела декларации безопасности Новосибирского района гидросооружений.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 12 работах. Из них 4 статьи в журнале «Известия вузов. Строительство»; 3 статьи в «Трудах НГАСУ»; 2 статьи в журнале «Сибирский научный вестник»; тезисы докладов в материалах научно-практической конференции «Спассиб» (2003, 2004 гг) и 1 статья в трудах международного симпозиума «Гидравлические и гидродинамические аспекты надежности и" безопасности гидротехнических сооружений».

Апробация работы. Содержание диссертации докладывалось на межвузовской студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» (2000, 2001 гг); на научных конференциях и семинарах профессорско-

преподавательского состава Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (2001 — 2004 гг); на международном симпозиуме «Гидравлические и гидродинамические аспекты надежности и безопасности гидротехнических сооружений» Санкт-Петербург, 2002 г; на научно-практической конференции «Спассиб» (2003, 2004 гг); на семинаре Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН (2004 г).

Структура работы. Диссертация содержит 159 страниц машинописного текста, включает 154 рисунка и список литературы, состоящий из 86 наименований, в том числе 12 иностранных.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР НГАСУ (Сибстрин) при финансовой поддержке:

- МНТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма «Архитектура и строительство»);

- НТП «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 гг»;

- РФФИ (гранты 01-01-00846, 04-01-00040).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность изучения нестационарных гидродинамических процессов в случае возникновения аварийных ситуаций на судоходных шлюзах, формулируются и обосновываются цели диссертационной работы.

В первой главе «Анализ возможных причин и сценариев аварийных ситуаций на судоходных шлюзах», которая носит вводный характер, обосновываются возможные причины и сценарии аварийных ситуаций на судоходных шлюзах и формулируются задачи, требующие решения для устранения возможности их возникновения.

Анализируются причины повреждения и вывода из эксплуатации западной нитки шестикамерного Пермского шлюза в результате аварии, произошедшей в 1994 г. Отмечается, что основной причиной аварии может явиться повреждение или разрушение ворот судоходных шлюзов в силу неудовлетворительного состояния элементов механического оборудования как самих транспортных гидротехнических сооружений, так и судов, что имело место на шлюзе Константинов-ского гидроузла в 2004 г.

Обоснованы состав и начальные параметры экспериментальных исследований нестационарных гидродинамических процессов в камерах судоходных шлюзов с учетом особенностей их геометрических характеристик.

Во второй главе «Некоторые теоретические и экспериментальные исследования нестационарных гидродинамических процессов в открытых руслах и судоходных шлюзах» дан обзор литературы и приведена сводка некоторых теоретических и экспериментальных исследований нестационарных гидродинамических процессов в открытых руслах и судоходных шлюзах, которые можно использовать при описании гидродинамических аспектов аварийных ситуаций.

В обзор помимо публикаций, посвященных непосредственно гидродинамике нестационарных процессов в судоходных сооружениях, включены некоторые работы, касающиеся изучения движения волн перемещения в открытых руслах, выполненные как в нашей стране, так и за рубежом: А.А. Гусевым, В.В. Дегтяревым (мл.), И.В. Егиазаровым, В.М. Мак-кавеевым, А.В. Мишуевым, Н.А. Ржаницыным, А.А. Турсу-новым, К. Беллосом, П. Бессом, Г. Лобером, А. Пузановым, У. Хагертом, А. Шокличем, Г. Шонлаубом и др. Проведенный анализ показал, что в них реализован широкий диапазон исследований. В работах рассматривались горизонтальные и наклонные, призматические и непризматические русла, но их результаты, к сожалению, не могут быть непосредственно использованы при решении поставленных в диссертационной работе задач, где существенное значение имеет резкое изменение отметки дна.

Теоретическая основа решения связанных между собой задач о распаде граничного разрыва для одномерных уравнений неустановившегося движения жидкости в открытых руслах и транспортных гидротехнических сооружениях разработана в Институте водных и экологических проблем СО РАН А.А. Атавиным и О.Ф. Васильевым.

Теоретические и экспериментальные исследования нестационарных гидродинамических процессов в призматическом русле с уступом на дне, что является схематизацией локальных изменений высот днищевой части камер и голов шлюзов, выполнены в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН В.В. Остапенко, В.И. Букреевым и А.В. Гусевым.

С целью оценки возможности использования одномерной теории движения нестационарных водных потоков в призматическом русле с резким перепадом отметок дна сформулированы задачи экспериментальных исследований на разномасштабных установках, определены их состав и условия реализации.

В третьей главе «Экспериментальные установки и измерительные системы» приведено описание экспериментальных установок (большого и малого гидравлических лотков) лаборатории гидравлики кафедры гидротехнических сооружений и гидравлики НГАСУ (Сибстрин), измерительных средств, метрологических характеристик аппаратуры.

Большой гидравлический лоток, фрагмент которого приведен на рисунке 1, имел длину 18 м и размеры поперечного сечения 0,38x0,50 м; стенки лотка выполнены из оргстекла, дно лотка - металлическое, окрашенное краской.

Малый гидравлический лоток, фрагмент которого приведен на рисунке 2, имел длину 5,16 м и прямоугольное поперечное сечение шириной 0,21 м; стенки лотка выполнены из оргстекла, дно лотка - металлическое, окрашенное краской. На дне располагался прямоугольный порог из оргстекла толщиной 0,48 м и высотой 0,11 м, перекрывающий всю ширину лотка.

Оба гидравлических лотка оборудованы быстрооткры-вающимися затворами, создающими первоначальный перепад уровней верхнего и нижнего бьефов.

Рисунок 1- Фрагмент экспериментальной установки (большой гидравлический лоток)

Рисунок 2- Фрагмент экспериментальной установки (малый гидравлический лоток)

Измерительный комплекс включал:

- четыре кондуктивных измерителя уровня - волномера, принцип действия которых, основан на зависимости электрической проводимости между двумя электродами от глубины их погружения в воду;

- тензорезисторный динамометр для измерения усилий в швартовных тросах;

- аналого-цифровой преобразователь АЦП PCL 1731 - А, для реализации одновременной записи результатов измерений в четырех фиксированных точках (сигналы от четырех волномеров);

- лицензионное программное обеспечение, позволяющее обрабатывать результаты измерений;

- цифровую видеокамеру SONY Digital 8 DCR - TRV 130E и карту видеомонтажа STUDIO DV.

В четвертой главе «Экспериментальное исследование распада разрыва над уступом дна лотка» приведены результаты экспериментального исследования распада разрыва уровня свободной поверхности над уступом, выполненные с целью анализа диапазона применимости теоретического решения этой задачи, предложенного А.А. Атавиным и О.Ф Васильевым, на основе одномерного приближения теории мелкой воды. Ими получены следующие автомодельные решения для профиля свободной поверхности: одно - для волны понижения уровня в верхнем бьефе и три — для положительной волны перемещения, формирующейся в нижнем бьефе.

Схема эксперимента, основные обозначения и используемая система координат приведены на рисунке 3.

При изучении распространения волны в верхнем бьефе выполнено две серии экспериментов: при Hj = 30 см и различных глубинах в нижнем бьефе Нг = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 19, 22, 25 см; при Нг = 6,5 см и различных глубинах в верхнем бьефе Hi =6,11, 14, 17, 21, 25,27, 30 см.

В качестве примера на рисунке 4 показаны графики изменения во времени глубины потока в верхнем бьефе на различном удалении от затвора.

Рисунок 4 - Изменение во времени глубины потока в сечениях верхнего бьефа при Н[=21 см; Н2=6,5 см: сплошные линии - расчет; линии с точками - эксперимент (Д1 при х = -1000 см; Д2 при х = -200 см; ДЗ при х = -120 см; Д4 при х = -3,3 см)

Согласно одномерному приближению теории мелкой воды над уступом мгновенно устанавливается критическая глубина Ь., соответствующая определению, введенному Б.А. Бахметевым, в дальнейшем называемая первой критической глубиной. Экспериментальные исследования показали, что эта глубина устанавливается не мгновенно и лишь на некоторых интервалах времени совпадает с глубиной, примерно равной второй критической глубине Ь.. =0,77-И., полученной В.И. Букреевым, это справедливо при Н2 < Ь, где Ь - высота уступа. Таким образом, действительно существуют ин-

тервалы времени и диапазоны параметров, при которых над уступом устанавливается вторая критическая глубина.

В экспериментах также получено, что скорость распространения возмущений оказывается несколько больше, примерно в раза, нежели теоретическая.

При изучении распространения волны в нижнем бьефе было проведено две серии экспериментов: при Н) = 17 см и различных глубинах в нижнем бьефе Нг = 3, 4, 5, 6,5, 8, 9,8, 12, 14, 17, 20, 23 см; при Н2 = 6,5 см и различных глубинах в верхнем бьефе Н, = 6, 8, 10, 12, 13, 15, 17, 19, 21, 24, 27, 30 см. Анализ результатов экспериментов позволил сделать следующий вывод. При определенных условиях, например на рисунке 5, уровень свободной поверхности на правой торцевой стенке в отраженной волне достигает величины начального уровня верхнего бьефа. При меньшей длине лотка (камеры шлюза), уровень отраженной волны превышает начальный уровень верхнего бьефа. В таком случае, в реальных шлюзах произойдет излив воды через стенки камер, что имело место при аварии на Пермском шлюзе.

Ь, си -

б

-Л1 —Л2 — ДЗ

Рисунок 5 - Изменение во времени глубины потока в сечениях нижнего бьефапри Н^П см; Нг=8 см: сплошные линии—расчет; линии с точками - эксперимент; 1 -(Д1) х = 319 см; 2 -(Д2)х = 160 см; 3-(ДЗ) х = 120 см

Еще один важный результат, полученный на основе выполненных экспериментов, заключается в том, что подтверждается существование автомодельных режимов течения. Последнее сводится к тому, что графики изменения уровней во времени, построенные для различных значений совпадают с точностью до постоянного сдвига по времени что наблюдалось во всех опытах, причем, как для прямых, так и для отраженных волн. Наиболее существенное различие с теоретическими автомодельными решениями заключалось в том, что в экспериментах при определенных сочетаниях и Н2 имели место ондуляции, особенно значительные на отраженных волнах.

По скорости распространения переднего фронта, как прямых, так и отраженных волн, теория также хорошо согласуется с экспериментом. Скорость распространения заднего фронта волн в эксперименте оказалась несколько выше расчетных значений. Теория незначительно завышает глубину за первым прыжком и за отраженной волной. Следует отметить, что некоторое превышение расчетных глубин по сравнению с экспериментальными дает полезный запас при анализе аварийных режимов при работе судоходных шлюзов.

Результаты проверки возможности использования одномерной теории мелкой воды для описания рассматриваемого процесса показывают, что по параметрам последняя

достаточно хорошо согласуется с экспериментом. Некоторое систематическое превышение расчетных значений параметров над экспериментальными при малых величинах и больших обусловлено потерями механической энергии при течении через уступ.

В эксперименте в качестве эквивалента теоретической скорости распространения фронта волн принимается скорость перемещения выделенной точки на профиле волны. При этом различие результатов измерений находилось в пределах случайной погрешности, обусловленной нестабильностью вальца гидравлического прыжка. Сравнение расчетных и экспериментальных данных по скорости распространения переднего фронта прямых и отраженных волн показывает достаточно хорошее совпадение.

Таким образом, можно утверждать, что в опытах подтвердился сам факт существования предсказанных теорией автомодельных режимов течения и их возможных видов. Удовлетворительно, с точки зрения практического применения, подтвердились количественные значения характерных высот и скоростей распространения прямых и отраженных волн. Вместе с тем, выявлено два фактора, стимулирующих необходимость совершенствования теории. Во-первых, первое приближение теории мелкой воды не описывает ондуля-ции. Во-вторых, экспериментальные волны понижения уровня в верхнем бьефе отличаются от теоретических, что можно объяснить влиянием двух факторов: инерционностью реального процесса распада разрыва на начальной стадии и более высокой скоростью распространения возмущений в опытах по сравнению с теорией.

В пятой главе «Экспериментальное исследование распада разрыва над порогом на дне горизонтального лотка» приводится решение задачи о распаде разрыва уровня свободной поверхности над широким порогом, схематизирующим выступ сложной формы в реальных конструкциях шлюза. По сравнению с классической задачей о распаде разрыва над ровным дном, в которой имеются только два геометрических параметра соответственно начальные глубины верхнего и нижнего бьефов, в рассматриваемой задаче необходимо дополнительно учитывать ширину и высоту порога, а также место расположения затвора над порогом, а в конкретных опытах еще и расстояние от затвора до концов экспериментального лотка. Существенное значение имеют и граничные условия на концах лотка. Опыты выполнялись в описанном выше малом лотке. Использовался только один порог из оргстекла 0,11 м высотой, 0,48 м толщиной.

Выполнено четыре серии опытов при одинаковых для одной серии значениях Н1 и варьируемых значениях Н2. Серия 1: Н, = 50 см, Н2 = 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 см. Серия 2: Н, = 40 см, Н2 = 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 см. Серия 3: Н, = 30 см, Н2 = 0, 5, 10,15, 20, 25 см. Серия 4: Н1 = 20 см, Н2 = 0,2,5, 5, 7,5,10, 11,12 см.

В сериях 1 - 3 волномеры располагались так, как показано на рисунке 6 и их сигналы регистрировались самописцем Bryans XY Recorder 26000 A3. В серии 4 изменено только положение волномера Д2. Он располагался не в верхнем, а в нижнем бьефе при х = 168 см. Кроме того, в этой серии сигналы волномера регистрировались с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП PCL 1731 — А.

Рисунок 6 - Схема расположения волномеров (размеры в см)

В качестве примера на рисунке 7 приведен график колебания уровней свободной поверхности во времени в трех точках по продольной координате х. На этом рисунке г — отметка уровня свободной поверхности, отсчитываемая от дна лотка до порога, или после него, поскольку отметки дна на этих участках совпадали.

В опытах с глубиной нижнего бьефа меньше высоты порога значение г для датчика ДЗ оказывается неопределенным вплоть до момента добегания возмущения до места его установки. Это отражено на графике, соответствующем х = 24 см, разрывом функции г^) при I = ^ ^ - время добегания.

При анализе распада разрыва над ровным дном или над уступом дна постулат о том, что в начальном сечении устанавливается первая критическая глубина из которого

следует формула для определения расхода в неподтопленном режиме течения, играет существенную роль. Результаты выполненных исследований показывают, что при наличии порога использование этого постулата может привести к существенной ошибке, т. к. расходы, вычисленные по начальной глубине наполнения верхнего бьефа и по напору на гребне порога существенно превышают значения, вычисленные по критической глубине. Это и вызывает затруднение в получении аналитических зависимостей для волн. При получении последних также принимается, что автомодельный режим течения устанавливается мгновенно. На основе результатов обработки выполненных в настоящей работе экспериментов можно утверждать, что реальные процессы достаточно инерционны даже при очень быстром удалении затвора.

0 1 2 3 4 5 6 I, с

—■—Д1 —*—Д2 —•—ДЗ

Рисунок 7 - График изменения уровней: Н1 = 50 см; Н2 = 10 см;

Д1 при х = 272 см; Д2 при х = -127 см; ДЗ при х = 24 см

Полученные в результате экспериментов скорости распространения возмущения оказываются значительно меньше, чем скорости распространения возмущений в случае распада разрыва над ровным дном.

При наличии порога весьма сложный характер носит картина волн, отражающихся от торцевых стенок, передней и

задней кромок порога. На рисунке 7 второе по времени резкое повышение уровня над порогом обусловлено приходом волны, отразившейся от правой торцевой стенки, что позволяет оценить скорость распространения возмущений. Сравнение этой величины с теоретическим значением для случая ровного дна показывает, что отличие составляет около 12%, это вполне допустимо для некоторых случаев описания нестационарных гидродинамических процессов.

При сопоставлении результатов настоящей работы с решениями для волны понижения уровня в верхнем бьефе, полученными на основе первого приближения теории мелкой воды, выявлены расхождения, поскольку теоретические скорости меньше определенных экспериментально на величину около 20%.

Следует отметить и следующий эффект, заключающийся в том, что пока в каком-либо поперечном сечении лотка сохраняется первая критическая глубина И», волновые процессы вниз по потоку протекают в ограниченном пространстве между этим сечением и ниже расположенной торцевой стенкой лотка. На рисунке 7 это находит подтверждение в том, что на некотором интервале времени после удаления затвора средний уровень верхнего бьефа превышает средний уровень нижнего бьефа даже в лотке, закрытом и вниз, и вверх по потоку. На больших временах эти уровни становятся, естественно, одинаковыми.

Возникающие в определенных условиях ондуляции, особенно значительные на отраженных волнах (их размах может достигать 70% высоты гидравлического прыжка) теорией мелкой воды или системой уравнений Сен-Венана, основывающихся на использовании гидростатического закона распределения давления по глубине, не описываются. Для их анализа необходимо использовать более сложную математическую модель, например, разработанную в ИГ и Л СО РАН В.Ю. Ляпидевским.

В шестой главе «Экспериментальное исследование вол -нового воздействия на судно в случае возникновения аварийных ситуаций в процессе шлюзования» представлены результаты экспериментальных исследований волновых процессов и их силового воздействия на судно при реализации сценариев, имитирующих последствия разрушения нижних ворот верхней камеры двухкамерного шлюза.

Эксперименты выполнялись в большом гидравлическом лотке, на установке моделирующей верхнюю и среднюю (вторую) камеры Новосибирского шлюза и сухогрузный теплоход ГТ-5000, в масштабе 1:50 (рисунок 8).

Рисунок 8 - Фрагмент экспериментальной установки

Волномеры располагались в вертикальной плоскости, удаленной на 1 см от внутренней поверхности боковых стенок. Для реализации одновременной записи результатов измерений в четырех фиксированных точках использовалась автоматизированная система, также включающая: АЦП, датчики усилий и самописцы. Схема эксперимента приведена на рисунке 9.

При анализе гидродинамических аспектов развития аварийных ситуаций рассматривались два сценария:

1) разрушение нижних ворот верхней камеры при закрытых верхних воротах;

2) разрушение нижних ворот верхней камеры при открытых верхних воротах.

Рисунок 9 - Схема эксперимента (размеры в см)

Швартовка модели судна в камере осуществлялась с помощью модели плавучих рымов, изготовленных из оргстекла.

Начальная глубина в верхней камере принималась равной 28,7 и 21,7 см, что соответствовало глубинам на пороге верхней головы при нормальном подпорном уровне и уровне навигационной сработки. Начальная глубина в средней (опорожненной) камере оставалась постоянной и равной 9,7 см.

По результатам экспериментального исследования уро-венного режима нестационарного водного потока в камере при указанных глубинах уровень на пороге (волномер Д4) при открытых верхних воротах верхней камеры оказался выше, чем при закрытых, причем как для прямой, так и для отраженной волн. Волномеры Д1, Д2 и ДЗ, при распространении как прямой, так и отраженной волн, фиксировали уровни несколько выше при закрытых верхних воротах, чем при открытых на

При начальной глубине Н] = 28,7 см волна достигает волномера ДЗ несколько быстрее при открытых верхних воротах, а Д2 и Д1 при закрытых. При Н] = 21,7 см соотношение между скоростями распространения возмущения для этих сценариев обратное.

Для измерения усилий в швартовных тросах использовался тензорезисторный динамометр. При моделировании на основании указаний СНиП «Нагрузки и воздей-

ствия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)», по ГОСТ 10506 - 76 «Канаты стальные закрытые подъемные. Сортамент» в качестве натурного был принят трос с диаметром - 20 мм и разрывным усилием, равным 339 кН, а в качестве модели кордовая нить и капроновая леска.

На основании работ О.Ф. Васильева и В.П. Сапцина, пересчет усилий в швартовных тросах, получаемых в экспериментах в натуру, производился из условий моделирования по критерию Фруда.

Результаты экспериментальных исследований показали, что в обоих сценариях аварии усилия, возникающие в тросах, в десятки раз превышали разрывное, и происходил их обрыв.

В результате этого имели место удары корпуса: кормовой оконечностью о нижние двухстворчатые ворота верхней камеры при воздействии на судно прямой волны (рисунок 10) и носовой оконечностью о бетонные конструкции верхней головы камеры при воздействии на судно отраженной волны (рисунок 11).

Рисунок 10 - Фрагмент эксперимента (удар кормовой оконечностью судна о нижние двухстворчатые ворота верхней камеры)

Рисунок 11 - Фрагмент эксперимента (удар носовой оконечностью судна о верхнюю голову камеры)

В заключении приведены следующие выводы по диссертационной работе:

1. Выполнен анализ причин возникновения аварийных ситуаций на судоходных шлюзах, позволивший обосновать наиболее опасные сценарии их возникновения и дальнейшего развития.

2. Проведен обзор результатов теоретических и экспериментальных исследований нестационарных гидродинамических процессов по теме работы, который показал, что требуется продолжить исследования процессов распространения прямых и отраженных волн перемещения в лотке с локальными изменениями отметок дна в виде порога и уступа.

3. Реализовано экспериментальное исследование распада разрыва над порогом и уступом на дне лотка прямоугольного поперечного сечения с горизонтальным дном.

4. Показано, что теоретические решения на основе первого приближения теории мелкой воды достаточно хорошо описывают возможные формы и наиболее важные для приложений параметры волн.

5. Определены усилия в швартовных тросах в случае возникновения аварийной ситуации в процессе шлюзования.

6. Подтверждена возможность разрыва тросов и навала судна на двухстворчатые ворота и удара о верхнюю голову шлюза, что может привести к разрушению ворот или корпуса судна.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Шаталина В.Н. Гидродинамические аспекты развития чрезвычайных аварийных ситуаций на судоходных шлюзах // В.Н. Шаталина, B.C. Дорохов, В.В. Дегтярев // Сибирский научный вестник Новосибирского научного центра "Ноо-сферные знания и технологии" РАЕН. - 2000. - Bbm.IV. - С. 184-190.

2 Шаталина В.Н. Распространение волны прорыва над порогом на дне канала. Эксперимент / В.Н. Шаталина // Труды НГАСУ. - Новосибирск. -2001. -Т4. -№2(13). -С. 162167.

3 Шаталина В.Н. Физическое моделирование нестационарных гидродинамических процессов, возникающих при чрезвычайных аварийных ситуациях на гидротехнических сооружениях / В.Н. Шаталина, В.В. Дегтярев// Труды НГА-СУ.- Новосибирск, 2002. - Т.5, №2 (17).- С. 45 - 52.

4 Шаталина В.Н. Экспериментальное исследование гидродинамических аспектов развития чрезвычайных аварийных ситуаций на судоходных шлюзах / В.Н. Шаталина, В.В. Дегтярев, В.И. Букреев, В.А. Костомаха, Е.М. Романов // Изв. вузов. Строительство. - 2002. -№5. - С. 70 - 75.

5 Шаталина В.Н. Экспериментальные исследования гидродинамических аспектов развития чрезвычайных аварийных ситуаций на судоходных шлюзах [полный текст доклада на CD-ROM] / В.В. Дегтярев, В.Н. Шаталина // Межднар. симп. «Гидравлические и гидродинамические аспекты надежности и безопасности гидротехнических сооружений»: тез. докл. -Санкт-Петербург, 2002. - С26 (Inter. Symp. "Hydraulic and Hydrological Aspects of Reability and Safely Assesment of Hydraulic Structures" St. Petersburg, 2002, Abstract. C26).

6 Шаталина В.Н. Характерные глубины нижнего бьефа при распаде разрыва над уступом на дне канала / В.Н. Шата-

лина // Сибирский научный вестник Новосибирского научного центра "Ноосферные знания и технологии" РАЕН. - 2003. -Вып.6.-С.234-238.

7 Шаталина В.Н. Экспериментальное исследование нестационарных волновых процессов в призматическом прямоугольном русле с уступом на дне / В.Н. Шаталина // Труды НГАСУ. - Новосибирск. - 2003. - Т.6. - №4(25). -С. 6-12.

8 Шаталина В.Н. Волновые процессы в верхней камере двухкамерного судоходного шлюза при внезапном разрушении ворот/ В.Н. Шаталина, В.И. Букреев, А.В. Гусев, В.В. Дегтярев// Изв. вузов. Строительство. - 2003. - №9. - С. 90 -94.

9 Шаталина В.Н. Гидродинамические аспекты развития чрезвычайных аварийных ситуаций на Новосибирском шлюзе (декларация безопасности) / В.Н. Шаталина, В.В. Дегтярев, В.В. Тарасевич, В.И. Букреев, А.В. Гусев // Сибсвязь. Сиббе-зопасность. Спассиб: Тезисы доклада. - 2003. - С. 145 - 146.

10 Шаталина В.Н. Обеспечение устойчивого функционирования природно-техногенных комплексов в речных бассейнах / В.В. Дегтярев и др. // Тезисы доклада научно -практической конференции «Спассиб». - Новосибирск, 2004. -С. 137-138.

11 Шаталина В.Н. Оценка гидродинамических аспектов развития чрезвычайных аварийных ситуаций на судоходных шлюзах (к разработке декларации безопасности ГТС) / В.Н. Шаталина, В.В. Дегтярев, В.В. Тарасевич, Т.С. Вяткина // Изв. вузов. Строительство. - 2004. - №3. - С. 54-59.

12 Шаталина В.Н. Экспериментальное исследование колебаний уровня свободной поверхности воды при разрушении ворот судоходного шлюза/ В.Н. Шаталина, В.И. Букреев, А.В. Гусев// Изв. вузов. Строительство. - 2004. - №3. - С. 49 -53.

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) 630008, Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

Отпечатано мастерской оперативной полиграфии

НГАСУ (Сибстрин) Объем 1,5 усл. печ. лист. Тираж 100 экз. Заказ у

»23395

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИН И СЦЕНАРИЕВ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ.

1.1 Причины аварийных ситуаций и задачи, требующие решения для устранения возможности их возникновения.

1.2 Анализ причин повреждения и вывода из эксплуатации западной нитки Пермского шлюза.

1.3 Общая оценка технического состояния судоходных сооружений Новосибирского шлюза.

2 НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ И СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗАХ.

2.1 Теоретические и экспериментальные исследования волн перемещения.

2.2 Экспериментальные исследования волн перемещения в наклонном лотке.

2.3 Волны перемещения в прямоугольном лотке с уступом на дне.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ.

3.1 Большой и малый гидравлические лотки.

3.2 Измерительные системы.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПАДА РАЗРЫВА НАД УСТУПОМ ДНА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЛОТКА.

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПАДА РАЗРЫВА НАД ПОРОГОМ НА ДНЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЛОТКА.

6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СУДНО В СЛУЧАЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ШЛЮЗОВАНИЯ.

Исследование гидродинамических аспектов развития аварийных ситуаций, являющихся причиной нарушения устойчивого функционирования водохозяйственных и гидроэнергетических объектов и обусловленных разрушением гидротехнических сооружений, их отдельных конструкций или элементов механического оборудования, является весьма актуальной задачей, требующей выполнения комплексных исследований, включающих математическое и физическое моделирование нестационарных гидродинамических процессов. Судо-пропускные сооружения не являются в этом смысле исключением.

Спектр задач, требующих решения при выполнении анализа последствий аварий, возникающих в тех или иных ситуациях и развивающихся по различным сценариям, достаточно широк и подразумевает в первую очередь необходимость исследования нестационарных процессов, развивающихся* в камерах и подходных каналах судоходных шлюзов. Последнее позволяет оценить величину гидродинамического воздействия .на суда (или составы), находящиеся в их пределах в момент аварии; усилия, возникающие в швартовных тросах; ударные нагрузки на элементы шлюза и конструкции ворот, что в свою очередь дает возможность прогнозировать .направленность событий при дальнейшем развитии аварии и обосновать мероприятия по устранению причин ее возникновения, что в конечном счете позволит обеспечить устойчивое функционирование судоходных шлюзов.

Математическому моделированию неустановившегося движения водных потоков в открытых руслах посвящены работы В.А. Архангельского, С.А. Хри-стиановича, Б.Л. Историка, В.М. Лятхера, А.Н. Милитеева, JI.C. Кучмента. Значительное развитие теоретические основы вычислительной гидравлики применительно к рекам и каналам, методы построения соответствующих математических моделей получили благодаря О.Ф. Васильеву, A.A. Атавину, А.Ф. Воеводину, М.Т. Гладышеву, B.C. Никифоровской, A.C. Овчаровой, В.Г. Судобичеру, С.М. Шугрину, В.В. Остапенко, В.Ю. Ляпидевскому.

Основы математического моделирования и численных расчетов нестационарных гидродинамических процессов в камерах судопропускных сооружений (шлюзов и судоподъемников) заложены в работах A.B. Михайлова, О.Ф. Васильева, A.A. Атавина, А.П. Яненко, М. Моквы, В. Шульжевского и др. Экспериментальные исследования нештатных ситуаций при эксплуатации судоподъемников выполнены В.П. Сапциным.

Дальнейшее развитие математических моделей определяет необходимость проведения специальных экспериментальных исследований, результаты которых позволят устранить и некоторые трудности, появляющиеся при реализации численного решения. Экспериментальные исследования необходимы и для формулирования краевых условий, определяемых сценарием, особенностями и временной разверткой аварийной ситуации. Последнее относится к моделированию работы элементов шлюза - порогов и ворот, являющихся с гидравлической точки зрения водосливами, пропускная способность которых и ее изменение при различных условиях сопряжения потока во многом определяет условия на верхней и нижней границах.

Экспериментальные, а тем более натурные исследования нестационарных гидродинамических процессов — движения волн перемещения, в силу сложности и трудоемкости реализации, немногочисленны и зачастую позволяют получить лишь качественные результаты.

Вместе с тем, физическое моделирование подобных гидродинамических явлений имеет огромное значение и необходимо не только при решении задач, касающихся разрушения гидротехнических сооружений или их элементов, но и других, например, воздействия гравитационных волн на преграды, взаимодействия неустановившегося водного потока и размываемого русла и т.д. В последние годы экспериментальные исследования волн перемещения, выполненные в Московском государственном строительном университете (Московский инженерно-строительный институт) представителями научной школы А.В. Мишуева и в Институте гидродинамики им. М.Л. Лаврентьева СО РАН в лаборатории экспериментальной прикладной гидродинамики под руководством В.И. Букреева, позволили решить ряд не только прикладных, но и фундаментальных проблем. Экспериментальные исследования нестационарных потоков на разномасштабных моделях были проведены В.В. Дегтяревым (мл.). Тем не менее, остались не рассмотренными в достаточном объеме некоторые вопросы, в частности касающиеся моделирования аварийных ситуаций для условий, соответствующих формированию нестационарных гидродинамических процессов в камерах судопропускных сооружений.

Таким образом, экспериментальные исследования гидродинамических аспектов аварийных ситуаций необходимо вести в нескольких направлениях, подразумевающих изучение следующих вопросов:

- работы различных типов водосливов в сложных условиях формирования нестационарных процессов в камере. В качестве таковых следует рассматривать головы шлюзов, ворота, верхнюю часть камерных стен (парапеты);

- волновых процессов в камерах шлюза и подходных каналах при отсутствии и наличии судов (составов) в случае разрушении ворот;

- гидродинамического воздействия на корпус судна, находящегося в камере в момент возникновения аварийной ситуации, оценки прочности швартовых.

Специальным направлением исследований является оценка ударных нагрузок в случае обрыва швартовных тросов и навала судна на ворота или бетонные конструкции шлюза, что определит дальнейшее направление развития и масштаб аварийной ситуации.

Целью для настоящей диссертационной работы является: экспериментальное исследование гидродинамических аспектов аварийных ситуаций, возникающих в случае разрушения ворот, что соответствует решению одной из сложных задач гидравлики открытых нестационарных потоков - изучению распада разрыва, обусловленного устранением преграды, создающей сосредоточенный перепад уровней воды, при наличии высотных перепадов дна; оценка усилий в швартовных тросах, соответствующих рассматриваемым условиям, что позволит прогнозировать сценарии дальнейшего развития аварии и обосновать мероприятия по обеспечению устойчивого функционирования транспортных гидротехнических сооружений - судоходных шлюзов.

Работа выполнена на кафедре гидротехнических сооружений и гидравлики Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин) и в лаборатории экспериментальной прикладной гидродинамики Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН при финансовой поддержке:

- научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма «Архитектура и строительство»);

- Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 01-0100846, 04-01-00040);

- научно-технической программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 гг»;

- грантов Министерства образования Российской Федерации.

Автор приносит глубокую благодарность сотрудникам Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН д.ф.-м.н., профессору В.И. Букрееву, к.ф.-м.н., с.н.с. A.B. Гусеву, к.ф.-м.н., с.н.с. В.А. Костомахе, с.н.с. В.В. Зыкову, ст. инженеру Е.Ф. Ведерникову; к.т.н., директору Новосибирского филиала Института водных и экологических проблем СО РАН A.A. Атавину за большую помощь в выполнении работы, замечания и пожелания, сделанные при подготовке диссертации к защите.

Основные результаты выполненной диссертационной работы:

1. Выполнен анализ причин возникновения аварийных ситуаций на судоходных шлюзах, позволивший обосновать наиболее опасные сценарии их возникновения и дальнейшего развития.

2. Дан обзор результатов теоретических и экспериментальных исследований нестационарных гидродинамических процессов по теме работы.

3. Реализовано экспериментальное исследование распада разрыва над порогом и уступом на дне лотка прямоугольного поперечного сечения с горизонтальным дном.

4. Показано, что теоретические решения на основе первого приближения теории мелкой воды достаточно хорошо описывают возможные формы и наиболее важные для приложений параметры волн.

5. Определены усилия в швартовных тросах в случае возникновения аварийной ситуации в процессе шлюзования.

6. Подтверждена возможность разрыва тросов и навала судна на двухстворчатые ворота и удара о верхнюю голову шлюза, что может привести к разрушению ворот или корпуса судна.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены параметры нестационарных гидродинамических процессов в призматическом горизонтальном лотке прямоугольного поперечного сечения с уступом и порогом на дне при различных начальных перепадах уровней;

- показано, что при отсутствии влияния отраженных волн, возникающая после разрушения ворот шлюза волновая картина в каждой камере может быть описана решением связанных между собой задач о распаде граничного разрыва для одномерных уравнений неустановившегося течения в открытом русле с резким перепадом отметок дна;

- экспериментально определены усилия в швартовных тросах и доказана возможность их разрыва при определенных сценариях и условиях развития аварийных ситуаций.

Достоверность результатов выполненных исследований обоснована путем сравнения полученных экспериментальных данных с теоретическими решениями, основанными на фундаментальных законах механики; многократным повторением опытов в одних и тех же условиях и сравнением результатов опытов на разномасштабных установках.

Практическая ценность работы заключается в том, что определены условия применения существующих методов расчета неустановившегося движения открытых водных потоков, в частности при резких изменениях отметок дна применительно к гидротехническим сооружениям, и получены новые экспериментальные данные для совершенствования этих методов, что может быть использовано в практике проектных работ, и в конечном счете, позволит обеспечить устойчивое функционирование судоходных шлюзов; результаты диссертационной работы использованы при разработке специального раздела декларации безопасности Новосибирского шлюза.

Апробация работы: содержание диссертации докладывалось на межвузовской студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» (2000, 2001 гг); на научных конференциях и семинарах профессорско-преподавательского состава Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (2001 - 2004 гг); на международном симпозиуме «Гидравлические и гидродинамические аспекты надежности и безопасности гидротехнических сооружений» Санкт-Петербург, 2002 г; на научно-практической конференции «Спассиб» (2003, 2004 г).

Публикации: основное содержание диссертации изложено в 12 работах. Из них 4 статьи в журнале «Известия вузов. Строительство»; 3 статьи в «Трудах НГАСУ»; 2 статьи в журнале «Сибирский научный вестник»; тезисы докладов в материалах научно-практической конференции «Спассиб» (2003, 2004 г) и 1 статья в трудах международного симпозиума «Гидравлические и гидродинамические аспекты надежности и безопасности гидротехнических сооружений».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.A. Методы расчета неустановившихся течений в системах открытых русел и каналов / A.A. Атавин, О.Ф. Васильев, А.Ф.Воеводин // Численные методы механики сплошной среды. — 1975. — Т. 6. - №4 - С. 21 - 30.

2. Атавин A.A. О разрывных течениях в открытых руслах / A.A. Атавин, М.Т. Гладышев, С.М. Шугрин // Динамика сплошной среды. СО АН СССР. Инт Гидродинамики. 1975. - Вып. 22. — С. 37 — 64.

3. Атавин A.A. Гидродинамические процессы в судопропускных сооружениях / A.A. Атавин, О.Ф. Васильев, А.П. Яненко. Новосибирск: Наука, 1993. -101 с.

4. Букреев В.И. Обрушение гравитационных волн в окрестности второй критической скорости их распространения / В.И. Букреев, Е.М.Романов, Н.П. Туранов// ПМТФ. 1998. - Т.39. - №2. - С. 55 - 58.

5. Букреев В.И. Волны в канале впереди вертикальной пластины / В.И. Букреев, A.B. Гусев // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 1999. - №1. - С. 82-90.

6. Букреев В.И. Некоторые результаты с ондулярными волнами / В.И. Букреев, A.B. Гусев // Труды НГАСУ. Новосибирск: НГАСУ, 1999. - Т.2, №2(4).-С. 13-22.

7. Букреев В.И. Внутренняя структура гладкого и обрушивающегося бора / В.И. Букреев, В.В. Дегтярев (мл.) // VII Международная конференция «Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей». — Новосибирск: НГАСУ, 2000. С. 201 - 203.

8. Букреев В.И. Обтекание порога бурным потоком в открытом канале/

9. B.И. Букреев//ПМТФ.- 2002.-Т.43.-№6.-С. 54-61.

10. Букреев В.И. Волны за ступенькой в открытом канале / В.И.Букреев, A.B. Гусев // ПМТФ. 2003. - Т. 44, №1. - С. 62 - 70.

11. Букреев В.И. Гравитационные волны при распаде разрыва над уступом дна открытого канала / В.И. Букреев, A.B. Гусев // ПМТФ. 2003. - Т. 44, №4.1. C. 64-75.

12. Букреев В.И. Заплеск воды на вертикальную стенку при распаде разрыва над уступом / В.И. Букреев // ПМТФ. 2003. - Т. 44, № 1. - С. 71 - 76.

13. Букреев В.И. Экспериментальная проверка газогидравлической аналогии на примере задачи о разрушении плотины / В.И. Букреев, A.B. Гусев, A.A. Малышева, И.А. Малышева // Изв. РАН. МЖГ. 2004. - №5. - С. 145 - 154.

14. Букреев В.И. О критических скоростях и глубинах при неравномерном установившемся течении в открытом канале / В.И. Букреев // Водные ресурсы.- 2004. Т.31. - № 1. - С. 40 - 45.

15. Васильев О.Ф. Натяжение причальных тросов при перевозке судна в камере наклонного судоподъемника/ О.Ф. Васильев// Серия Строительство: науч. докл. высшей школы. 1958. - №4. - С. 187 - 194.

16. Васильев О.Ф. Экспериментальные исследования на модели наклонного судоподъемника/ О.Ф. Васильев и др. // Режим и освоение водных объектов.- М.: Изд-во АН СССР. 1961. - С. 258 - 282.

17. Васильев. О.Ф. О расчете прерывных волн в открытых руслах/ О.Ф. Васильев, М.Т. Гладышев // Изв. АН СССР. МЖГ. 1966. - №6 - С. 184 - 189.

18. Васильев О.Ф. Математическое моделирование гидравлических и гидрологических процессов в водоемах и водотоках (обзор работ, выполненных в Сибирском отделении РАН) / О.Ф. Васильев // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, №5.-С. 600-611.

19. Воеводин А.Ф. Численные методы расчета одномерных систем / А.Ф. Воеводин, С.М. Шугрин. Новосибирск: Наука, 1981. - 208 с.

20. Гладышев М.Т. Численное моделирование неустановившихся течений в открытых руслах / М.Т. Гладышев // Водные ресурсы. — 1981. №3 — С. 119 — 125.

21. Грушевский М.С. Неустановившееся движение воды в реках и каналах / М.С. Грушевский. JI.: Гидрометеоиздат, 1982. - 288 с.

22. Гусев A.A. Волнообразование в верхнем бьефе при частичном мгновенном разрушении плотины / A.A. Гусев // Гидравлические исследования и расчеты трубопроводных систем, каналов и портовых сооружений: сб. тр. МИ-СИ. М.: МИСИ, 1987. - С. 61 - 67.

23. ГОСТ 10506 76. Канаты стальные закрытые подъемные. Сортамент. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 6 с.

24. Дегтярев В.В. (мл.) Экспериментальное изучение характера движения волны попуска / В.В. Дегтярев (мл.), Т.Б. Орлов, A.B. Станкеев // Методы улучшения судоходных условий на реках Сибири: сб. науч. тр. — Новосибирск: НИИВТ, 1974. Вып. 88. - С. 138 - 145.

25. Дегтярев В.В. (мл.) Теоретические и экспериментальные исследования кинематики волны попуска/ В.В. Дегтярев (мл.)// сб. науч. тр.: Путевые работы на свободных реках:- Новосибирск: НИИВТ, 1976. Вып. 120. - С. 54 - 58.

26. Дегтярев В.В. (мл.) Лабораторная установка для изучения волны попуска / В.В. Дегтярев (мл.)// Защита морских берегов. Гидравлика прибрежной зоны моря. М.: ЦНИИС Минтрансстроя, 1979. - Вып. 109. - С. 192 - 196.

27. Дегтярев В.В. (мл.) Судопропускные гидротехнические сооружения: учебное пособие / В.В. Дегтярев (мл.), Яненко А.П. Новосибирск: НИСИ, 1991.-80 с.

28. Кагановский М.С. О допускаемых усилиях в швартовных устройствах судов в камерах судовозных дорог и шлюзов / М.С.Кагановский // Вопросы гидротехники: тр. НИИВТа. М.: Транспорт, 1964. - Вып. XVI. - С. 16 - 28.

29. Ляпидевский В.Ю. Уравнения мелкой воды с дисперсией. Гиперболическая модель / В.Ю. Ляпидевский // ПМТФ. 1998. - Т.39. - №2. -С. 40-46.

30. Мелконян Г.И. Гидравлические исследования процессов ввода типового судна в камеру шлюза и вывода из нее / Г.И. Мелконян, В.В.Дорофеев. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1991. - 25 с.

31. Михайлов A.B. О допускаемых натяжениях причальных тросов в шлюзующихся судах / A.B. Михайлов // Речной транспорт 1948. - №6. - С. 17 -20.

32. Михайлов A.B. Внутренние водные пути: учебник / А.В.Михайлов. — М.: Стройиздат, 1973. 325 с.

33. Михайлов A.B. Водные пути и порты: учебник / A.B. Михайлов, С.Н. Левачев М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

34. Мишуев A.B. О волновых процессах в каналах при быстро*м образовании отверстий в водоперегораживающем сооружении / A.B.Мишуев // Сб. на-уч.-метод. статей: гидравлика. М.: Высшая школа, 1977. - Вып. 1. - С. 68 - 78.

35. Овсянников JI.B. Нелинейные проблемы теории поверхностных и внутренних волн / Н.И. Макаренко, В.И. Налимов, JI.B. Овсянников и др. Новосибирск: Наука, 1985. — 318 с.

36. Остапенко В.В. О разрывных решениях уравнений «мелкой воды» над уступом дна / В.В. Остапенко // ПМТФ. 2002. - Т. 43, №6. - С. 62 - 74.

37. Остапенко В.В. Течения, возникающие при разрушении плотины над уступом дна / В.В. Остапенко // ПМТФ. 2003. - Т. 44, №6. - С. 107 - 122.

38. Прокофьев В.А. Современные численные схемы на базе метода контрольного объема для моделирования бурных потоков и волн прорыва / В.А. Прокофьев // Гидротехническое строительство. -2002. -№7. С. 22 - 29.

39. Ржаницын H.A. Речная гидравлика: учебник / H.A. Ржаницын. М., Д.: Объединенное НТИ Энергетической литературы, 1936. - Часть II - 144 с.

40. Розовский И.Л. Неустановившееся движение водного потока ниже гидроэлектростанций и его влияние на русло / И.Л. Розовский, Е.В. Еременко В.А. Базилевич. Киев: Наукова Думка, 1967. - 275 с.

41. Сапцин В.П. Исследование наклонных судоподъемников / В.П. Сап-цин // Гидротехнические сооружения мелиоративных систем. Новочеркасск. — 1975. - Т. 16. — Вып.6.— С. 162-175.

42. СНиП 2.06.04-82*: Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов): Взамен СНиП П-57-75: Введ. В действие 15.06.1982 / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. - 46 с.

43. Семанов H.A., Судоходные каналы, шлюзы и судоподъемники / Н.А.Семанов, H.H. Варламов, В.В. Баланин. М.: Транспорт, 1970. — 352 с.

44. Справочник по гидравлическим расчетам / Под редакцией П.Г. Киселева- M.-JL: Гос. энергетическое изд-во, 1957. — 352 с.

45. Стокер Д.Д. Волны на воде. Математическая теория и приложения / Д.Д. Стокер. М.: Иностранная литература, 1959. - 617 с.

46. Технический паспорт шлюза. Д.: Гидроэнергопроект, 1991. - 212 с.

47. Турсунов A.A. Неустановившееся движение воды в крупных машинных каналах: уч. пособие/ A.A. Турсунов. Алма-Ата: Изд. КазГУ, 1984. - 85 с.

48. Федоров Г.Ф. Волновые явления и особенности плавания в нижних бьефах гидроузлов / Г.Ф. Федоров. М.: Транспорт, 1966. — 104 с.

49. Федоров Ф.М. Определение усилий, возникающих в швартовных тросах / Ф.М. Федоров // Судовождение: сб. научн. тр. ЛВИМУ- М.: 1975-Вып.17. С. 96-101.

50. Христианович С.А. Неустановившееся движение в каналах и реках / Б.Б. Девисон, С.Г. Михлин, С.А. Христианович // Некоторые новые вопросы механики сплошной среды. М.: - Д.: Изд-во АН СССР, 1938. - С. 15-154.

51. Чоу В.Т. Гидравлика открытых каналов / В.Т. Чоу. М.: Изд-во литературы по строительству, 1969. - 464 с.

52. Шабрин A.M. Исследование продольных и вертикальных пульсацион-ных составляющих скорости и моментов корреляции между ними в нестационарном открытом потоке / A.M. Шабрин // Гидротехника и гидромеханика. — ИГ АН УССР Киев: Наукова думка, 1964. С. 7 - 10.

53. Шаталина В.Н. Гидродинамические аспекты развития чрезвычайных аварийных ситуаций на судоходных шлюзах // В.Н. Шаталина, B.C. Дорохов,

54. B.B. Дегтярев // Сибирский научный вестник Новосибирского научного центра "Ноосферные знания и технологии" РАЕН. 2000. - Bbin.IV. - С. 184 - 190.

55. Шаталина В.Н. Распространение волны прорыва над порогом на дне канала. Эксперимент / В.Н. Шаталина // Труды НГАСУ. Новосибирск. - 2001. -Т.4.-№2(13). - С. 162-167.

56. Шаталина В.Н. Характерные глубины нижнего бьефа при распаде разрыва над уступом на дне канала / В.Н. Шаталина // Сибирский научный вестник Новосибирского научного центра "Ноосферные знания и технологии" РАЕН.2003. Вып.6. - С. 234 - 238.

57. Шаталина В.Н. Экспериментальное исследование нестационарных волновых процессов в призматическом прямоугольном русле с уступом на дне / В.Н. Шаталина // Труды НГАСУ. Новосибирск. - 2003. - Т.6. - №4(25). - С. 6 -12.

58. Шаталина В.Н. Волновые процессы в верхней камере двухкамерного судоходного шлюза при внезапном разрушении ворот/ В.Н. Шаталина, В.И. Букреев, A.B. Гусев, В.В. Дегтярев// Изв. вузов. Строительство. 2003. — №9. — С. 90-94.

59. Шаталина В.Н. Гидродинамические аспекты развития чрезвычайных аварийных ситуаций на Новосибирском шлюзе (декларация безопасности) /

60. B.Н. Шаталина, В.В. Дегтярев, В.В. Тарасевич, В.И. Букреев, A.B. Гусев // Тезисы доклада научно-практической конференции «Спассиб». Новосибирск, 2003.-С. 145- 146.

61. Шаталина В.Н. Обеспечение устойчивого функционирования природ-но-техногенных комплексов в речных бассейнах / В.В. Дегтярев и др. // Тезисы доклада научно-практической конференции «Спассиб». Новосибирск, 2004. —1. C. 137- 138.

62. Шаталина В.Н. Экспериментальное исследование колебаний уровня свободной поверхности воды при разрушении ворот судоходного шлюза/ В.Н. Шаталина, В.И. Букреев, A.B. Гусев// Изв. вузов. Строительство. 2004. - №3. -С. 49-53.

63. Яненко А.П. О путях увеличения пропускной способности шлюзов / А.П. Яненко // Изв. вузов. Строительство. 1992. - №7,8. - С. 87 - 90.

64. Яненко А.П. Определение размеров камер судопропускного сооружения / А.П. Яненко // Изв. вузов. Строительство. 1992. - №9,10. - С. 74 - 76.

65. Яненко А.П. Увеличение пропускной способности шлюзов с помощью напорных продольных галерей / А.П. Яненко // Изв. вузов. Строительство. — 1992.-№11,12.-С. 76-78.

66. Яненко А.П. Обоснование мероприятий по обеспечению устойчивого функционирования судоходных шлюзов / А.П. Яненко, В.В. Дегтярев, В.В. Та-расевич, М.Н. Шумкова// Труды НГАСУ- Новосибирск, 1999. Т.2. - №2 (4). -С. 65-73.

67. Amick C.J. On solitary water-waves of finite amplitude / С J. Amick, J.F. Toland // Arch. Ration. Mech. and Anal. 1981. - V.76. - N1. - P. 9 - 95.

68. Bellos C.V. Computing 2-D unsteady open-channel flow by finite-volume method / C.V. Bellos, J.V. Soulis, J.G. Sakkas // Proceeding: VII International Conference on Computational Methods in Water Resources. 1988. -Vol. 1. — P. 357 — 362.

69. Bellos C.V. Experimental investigation of two-dimensional dam-break induced flows / C.V. Bellos, J.V. Soulis, J.G. Sakkas // Journal of Hydraulic Research. -Netherlands, 1992.-Vol. 30.-No 1.-P. 47-63.

70. Fifteenth Annual Report of the Vice-Chancellor to the Court The City University. London, 1980-1981. - 158 p.

71. Lauber G. Experiments to dambreak wave: Sloping channel / G. Lauber, Hager W.H. // Journal of Hydraulic Research, Netherlands, 1998. Vol. 36. - No 5. -P. 761 -773.

72. Mokwa M. Mathematical simulation of unsteady motion during filling of a lock chamber / M. Mokwa, W. Szulczewski // Archives of Hydroengineering, 1992. -№4.-P. 83- 104.

73. Puzanov A. Velocity and pressure distribution in plane positive surges/ A. Puzanov, V. Elias // 11 Congress of IAHR, 1965. P. 1 - 6.

74. Rzhanitzin N.A. Deformation of alluvial channel downstream from large hydro-projects/ N.A. Rzhanitzin, E.K. Rabkova, P.A. Artemiev // Proc. XIV Congr. IAHR. Paris, 1971. - P. 265 - 274.

75. Sandover J.A. Experiments on surge waves / J.A. Sandover, O.C. Zien-kiewicz // Water Power 9, 1957. Nr. 11. - P. 418 - 424.

76. Schonlaub H. International association for hydraulic research investigation of the motion of surge waves in a rectangular channel / H. Schonlaub // IAHR, Proceedings, India, 1981. Subject-D. - Vol V. - No XIX.- P. 259 - 266.