автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Гидрологический режим нижних бьефов ГЭС и его влияние на условия судоходства

На правах рукописи

Шестова Марина Вадимовна

Гидрологический режим нижних бьефов ГЭС и его влияние на

условия судоходства

Специальность 05.22.19 — «Эксплуатация водного транспорта, судовождение»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2006

Работа выполнена в Волжской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель — кандидат технических наук, профессор

Фролов Ростислав Данилович

Официальные оппоненты: — доктор технических наук, профессор

Малышкин Александр Георгиевич — кандидат технических наук, Козлов Александр Павлович

Ведущая организация — Санкт — Петербургский государственный университет

водных коммуникаций

Защита состоится _часов в аудитории на

заседании диссертационного совета Д 223.001.01 при ВГАВТ по адресу: 603950 г. Н. Новгород, ул. Нестерова, д. 5 А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волжской государственной академии водного транспорта.

Автореферат разослан ¿¿¿Зс-С< 2 .

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Ситнов А. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. В начале XX века возрастает значимость науки о водных потоках. На территории России возводится большое количество гидротехнических сооружений, таких как: Беломорско-Балтийский канал, канал им. Москвы, Волго-Донской канал, Днепро-Бугский канал, крупных гидроузлов и водохранилищ: Иваньковский, Рыбинский, Горьковский, Куйбышевский, Цимлянский и другие. В связи с происходившим коренным изменением гидрологического режима рек на стадии массового гидротехнического строительства в первую очередь исследовался водный режим нижних бьефов. Последующие долговременные деформации русла и последствия этого в то время масштабно не рассматривались.

Большая роль в исследовании многих вопросов руслового режима рек принадлежит научным организациям, усилиями которых была создана теория русловых процессов. Значителен вклад в это направление речной гидротехники Маккавеева Н. И., Гришанина К. В., Ржаницына Н. А., Чалова Р. С., Барышникова Н. Б., Гладкова Г. Л., Сншценко Б. Ф. и др. Широкую известность получили исследования и по приложению теории русловых процессов к решению задач по коренному улучшению судоходного состояния многих рек, выполнявшихся Ботвинковым В. М., Берковичем К. М., Кабановым А. В., Фроловым Р. Д. и др.

Специфические водный и русловой режимы в условиях суточного колебания уровней воды определяют и особые подходы к организации работы флота в сложных путевых условиях. Этими вопросами занимались Захаров В. Н., Клементьев А. Н., Малышкин А. Г., Пьяных С. М., Сазонов А. А. и другие. В данном случае определяющим является режим движения перемещающейся по бьефу волны попуска, которая обуславливает переменные по длине участка и времени суток глубины судового хода. Важным фактором при этом являются возможные деформации русла вследствие зарегулированности стока, которые приводят к изменению суточного графика колебания уровней воды и, как следствие, негативно отражаются на судоходстве. К настоящему времени проблемы режима судоходства в нижних бьефах ГЭС с точки зрения влияния на него русловых процессов и, в первую очередь, глубинной эрозии являются не до конца изученными.

Одним из важнейших техногенных факторов, влияющих на формирование русла после создания гидроузлов, является воздействие дноуглубительных и карьерных работ. Значительные объемы добычи нерудных строительных материалов (НСМ), особенно в зоне влияния суточного регулирования ГЭС, приводят к увеличению общей посадки уровня воды. Интенсивность роста объемов проводимых транзитных дноуглубительных работ определяется направленностью русловых деформаций и обусловлена стремлением увеличить транзитную судоходную глубину на протяженном участке «водохранилище — нижний бьеф».

Современное состояние теории и практики русловой гидротехники позволяет дать достаточно обоснованное теоретическое объяснение сущности изменения характера русловых процессов на реках после зарегулирования их стока крупными водохранилищами. Однако, ряд существенных факторов, предопределенных долговременным характером процесса перестройки русла и закономерности последующих его деформаций продолжают оставаться недостаточно исследованными. Также отсутствуют четкие обоснования по оптимизации режима судоходства при нестабильных в течение суток глубинах. Изложенное выше обуславливает актуальность рассматриваемой проблемы.

Целью диссертационной работы является исследование специфических руслового и водного режимов нижних бьефов ГЭС с учетом фактора долговременности, их влияния на режим судоходства и обоснование мер по оптимизации работы флота в осложненных путевых условиях. В связи с этим в диссертационной работе решаются следующие задачи:

— определение характера антропогенных нагрузок на русловой режим и условия судоходства в нижних бьефах гидроузлов;

— оценка факторов, влияющих на формирование русла реки в условиях нижних бьефов ГЭС,

- исследование специфических условий судоходства в нижних бьефах ГЭС и обоснование мер, обеспечивающих оптимальную работу флота;

— разработка метода оценки интенсивности русловых переформирований как явления, определяющего требования для оптимизации организации судоходства в нижних бьефах гидроузлов.

Методы исследований. В основе выполненных теоретических исследований лежит системный подход к изучению рассматриваемых процессов и явлений, учитывающий особенности формирования русла реки в условиях нижних бьефов ГЭС. Исследования опираются на существующий научный фундамент теории русловых процессов и собранный объемный статистический материал о параметрах гидрологического режима за многолетний период эксплуатации существующих гидроузлов.

В процессе исследований применены методы программирования процессов, установлены связи между гидравлическими характеристиками потока и элементами русла, подвергающимися изменениям во времени и пространстве, выполнена статистическая обработка результатов исследований для решения инженерных задач, связанных с гидравликой потока и режимом судоходства.

Научная новизна диссертационной работы. На основе обобщения многолетнего опыта эксплуатации нижних бьефов ряда гидроузлов и выполненных специальных натурных исследований:

- введено и обосновано новое понятие «инерционного» перенасыщения потока наносами;

- уточнены параметры турбулизации потока, сбрасываемого через ГЭС, и характер изменения транспортирующей способности потока, предопределяющей деформируемость русла и судового хода;

- впервые выполнена поэтапная оценка изменения интенсивности русловых переформирований в нижнем бьефе гидроузлов и разграничены понятия естественной и искусственной стабилизации русла реки в результате зарегулированности стока;

- впервые в прогнозных расчетах понижения уровня воды и определении интенсивности деформаций русла в плане при побочневом типе руслового процесса на основе выполненных масштабных исследований введен фактор времени;

- впервые исследованы изменения режима движения волны попуска в уже деформированном за 50 лет эксплуатации нижнем бьефе Нижегородской ГЭС во времени, что позволило разработать метод прогноза глубин и определения продолжительности их стояния;

- разработан метод расчета максимально возможных объемов добычи нерудных строительных материалов (НСМ) в нижних бьефах ГЭС без ущерба для судоходства и выявления доли посадки уровня воды от влияния этого фактора.

Практическая значимость исследований заключается в:

— разработке рекомендаций по оптимизации графика движения флота в условиях конкретного режима попусков в нижних бьефах ГЭС;

— разработке рекомендаций по обоснованию максимально возможных по условиям безопасной эксплуатации флота объемов добычи НСМ в нижних бьефах ГЭС и выявлению доли посадки уровня воды от влияния этого фактора;

— возможности применения разработанного автором метода прогноза посадки уровня воды в нижних бьефах ГЭС с учетом временного фактора в целях применения его при назначении глубины заложения днищ проектируемых шлюзов, водозаборов, опор мостов;

— возможности использования при гидротехническом строительстве прогнозных характеристик интенсивности русловых деформаций в нижних бьефах ГЭС при побочневом типе руслового процесса.

Исследования автора могут быть использованы в работе Государственными бассейновыми управлениями водных путей и судоходными компаниями, а также другими проектными организациями при выборе оптимальной схемы организации судопропуска в условиях суточного регулирования, при определении максимально возможных объемов добычи нерудных строительных материалов (НСМ), при оценке величины понижения уровня воды в результате карьерных разработок, при прогнозе русловых деформации в нижних бьефах ГЭС.

Апробация работы. Основные результаты теоретических исследований, конкретные рекомендации и практические предложения докладывались автором: на научно — технических конференциях ВГАВТ; международных научно-производственных форумах "Великие реки"; межвузовских научно — координационных совещаниях по проблемам эрозионных, русловых и устьевых

процессов при МГУ (г. Брянск, г. Пермь); на 4 Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (НГТУ).

Предложенный подход к обоснованию максимально возможных объемов добычи НСМ был применен в рамках научно-исследовательской работы по исследованию возможности добычи НСМ в нижнем бьефе Чебоксарской ГЭС. Анализ деформаций побочней на р. Волге был учтен при обосновании мер по нормализации работы Сормовского водозабора.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 работах, включая научные статьи и тезисы докладов на научных конференциях общим объемом 3.3 печатных листа.

Объем и структура работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение и выводы, приложения, рисунки, таблицы, изложенные на 172 страницах, список литературы из 146 наименований, из них 13 на английском языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, а также обосновываются общие направления работы.

Глава 1. Анализ современной организации судоходства в особых условиях гидрологического режима нижних бьефов ГЭС

Комплексные гидроузлы на реках оказывают большое влияние на судоходное состояние естественных водных путей. С вводом в эксплуатацию гидроузлов, регулирующих речной сток, создаются новый водный и русловой режимы; меняется интенсивность и характер русловых процессов. Основные закономерности руслового режима крупных гидроузлов были охарактеризованы Маккавеевым Н. И. и Федоровым Б. Г. следующими стадиями.

В первой стадии отмечается интенсивный локальный размыв русла на нескольких километрах ниже рисбермы плотины — приплотинном участке, в результате чего быстро появляется «глубокая яма». Продукты эрозии при этом нередко образуют в некотором удалении от плотины мощные скопления наносов. Причиной этого является изменение транспортирующей способности потока по длине. Все это вызывает местный подпор потока и временное (на несколько лет) повышение уровня воды.

На второй стадии процесса подъем уровня воды сменяется его посадкой, возникающей из-за глубинной эрозии и трансформации живого сечения реки. Начиная с этой стадии, главным фактором развития эрозии на значительном протяжении нижнего бьефа является насыщение осветленного водохранилищем потока твердыми частицами за счет размыва ложа дна реки.

На третьей стадии основным фактором снижения уровней является глубинная эрозия, зона действия которой постепенно удлиняется и охватывает все более значительное пространство, вниз по течению.

Четвертая - конечная стадия процесса - характеризуется относительной стабилизацией продольного профиля и форм поперечного сечения русла.

Учет приведенной классификаций важен при проектировании и строительстве в нижнем бьефе гидросооружений и др. объектов. При этом необходимо отметить, что подобная «классическая» схема деформаций русла реки не учитывает накладывающееся на нее влияние интенсифицированных дноуглубительных и карьерных работ.

Как показали исследования, проведенные автором, к настоящему времени характер русловых переформирований на эксплуатируемых гидроузлах относится в основном ко второй — третьей стадии процесса. Некоторым исключением можно считать нижний бьеф ННГЭС, уже эксплуатируемый в бесподпорном режиме 50 лет, где русло по предварительным оценкам специалистов должно стабилизироваться к 2010-2015 гг.

Исходя из вышеизложенного для комплексного анализа специфики гидрологического и руслового режимов нижних бьефов ГЭС автором были выбраны для исследований три гидроузла: Нижегородский (р. Волга), Новосибирский (р. Обь) и Волгоградский (р. Волга). Отличительной особенностью этих объектов является наличие свободного (неподпертого) нижнего бьефа, для которых в маловодные годы в ограниченных условиях суточного и недельного регулирования мощности ГЭС характерны существенные изменения режима судопропуска по длине участка нижнего бьефа.

Наиболее сложная судоходная обстановка складывается в нижнем бьефе ННГЭС. На данный момент этот участок находится в незарегулированном состоянии и лимитирует судоходство по всей ЕГС. Сохраняется тенденция снижения продолжительности выдерживания гарантированной глубины в течение суток (рис.1). Если в 1957 году в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС гарантированная глубина на порогах шлюзов 3.5 м при проектном среднесуточном расходе 1100 м3/с обеспечивалась 18 часов в сутки, то к 2000 году глубина 3.5 м обеспечивалась всего лишь в течение 2 часов (рис.2)

Сложившаяся ситуация крайне негативно сказывается на эффективности работы речного флота. По данным диспетчерской службой Волжского ГБУВПиС потери провозной способности крупнотоннажного флота, обусловленные недостаточностью судоходных глубин на р. Волге, ежегодно увеличиваются. В навигацию 2002 г. потери судоходных кампаний от неполного использования грузоподъемности судов из-за малых глубин на участке Городец — Н. Новгород составили 505 тыс. т. с потерей доходов в 723.5 млн. руб. При этом к настоящему времени вынужденно применяется следующая схема пропуска судов:

— с рейдов отстоя в Нижнем Новгороде крупнотоннажные суда за сутки проходят участок до рейдов Балахны, где вынуждены останавливаться на транзитном рейде в ожидании очередного в следующих сутках попуска ГЭС;

а)

б)

Ъ S ^

81а i

I i 2

:= § Í 0J6

S >s g о^ -J ? g i- 0-2 S| o

QQ S

1960 1960

1970 1960 Годы

1990 2000

ü S jl?

a.1-

i

24 20 -16 -12 -8 -4 -

я >,

- 51

1950 1960 1970 1980 1990 2000 Годы

Рис. 1. Динамика изменения основных судоходных габаритов в нижнем бьефе ННГЭС:

а) провальных уровней воды; 6) продолжительности выдерживания гарантированной глубины Тгар=3.5 м.

о 2 4 6 8 10 12 14 15 18 20 22 24ТХаСОВ Рис.2. Трансформация суточного графика колебаний уровней воды в нижнем бьеф е ННГЭС (при Опр=1100 м3/с)

— на следующие сутки в 12 — 13 часов крупнотоннажный флот снимается с Балахнинского рейда и на пике волны попуска успевает до 15 — 16 часов пройти в г. Городец, где вновь встает на рейд в ожидании очередных сбросов ГЭС и, соответственно, гарантированной глубины на данном участке;

— в следующий день, дождавшись очередного подъема уровней воды, суда могут быть прошлюзованы в период с 10 до 14 часов.

В результате подобной вынужденной схемы судопропуска общее время на прохождение 60-ти километрового участка и ожидание шлюзования судами с осадкой 300 - 310 см нередко достигает 3—4 суток.

Другим методом организации судоходства в условиях переменных глубин является паузка судов перед прохождением лимитирующего участка и последующая догрузка на выходе. Вопросы паузки рассматривались в работах Шмелева Н. В., Сазонова А. А., Железновой Н. В. Однако организация паузки и догрузка эффективны, когда эксплуатационные затраты на освоение грузопотока с использование паузки судов не превышают эксплуатационные затраты на освоение грузопотока без паузки. В нижнем бьефе Нижегородской ГЭС применение подобного метода привело также к существенным потерям судоходных кампаний от неполного использования грузоподъемности судов.

За время эксплуатации Нижегородской ГЭС предлагался ряд инженерно-технических мероприятий с целью улучшения условий судоходства (Фролов Р. Д. и др.). При этом рядом организаций (ВГАВТ, Гипроречтранс) были предложено несколько вариантов стабилизации русла. Однако ввиду трудности их практического осуществления ни один из них не был применен. В результате стабилизация русла в нижнем бьефе ННГЭС явилась следствием естественного хода русловых процессов.

За последние годы выполнено большое количество исследований зарубежными учеными в области эксплуатации нижних бьефов. В том числе, проведен большой комплекс работ по изучению реки Рейна ниже плотины Иффецхайм (Германия), реки Висла ниже плотины Влоцлавек (Польша), на реке Колорадо ниже плотины Гувер, на реке Нил ниже Асуанской плотины.

Наиболее эффективным методом, исключающим глубинную эрозию в нижнем бьефе ГЭС, из зарубежной практики пока можно назвать метод увеличения мутности потока путем искусственной подпитки потока зернистым материалом, применяемый на реке Рейн ниже плотины Иффецхайм (Германия).

Прогнозировалось, что без подпитки потока зернистым материалом посадка уровня воды ниже ГЭС могла достигнуть 2 м, что не только неблагоприятно для судоходства, но и угрожает устойчивости напорных сооружений гидроузла. Фактически величина посадки уровня воды не превысила допустимых значений (т. е. 10 — 15 см).

На основе анализа зарубежного и отечественного опыта организации судоходства в нижних бьефах ГЭС нами были введены два понятия,

определяющих характер стабилизации русла реки вследствие

зарегулированности стока: естественная и искусственная стабилизация русла.

Первая характеризуется естественными условиями протекания русловых процессов, когда характер и интенсивность деформаций русла определяются только природными факторами и работой ГЭС. Длительность ее может составлять от 50 до 100 — 200 лет. Закономерности русловых деформаций в этом случае описаны Маккавеевым Н. И. и Федоровым Б. Г.и рассмотрены выше. Искусственная же стабилизация русла возможна при активном вмешательстве человека в процесс русловых переформирований. Продолжительность ее гораздо меньше и зависит от применяемых методов и конкретных условий.

Глава 2. Исследование возможности приложения теории русловых процессов к прогнозированию режима нижних бьефов ГЭС

Достоверный и долговременный прогноз деформации русла при проектировании гидроузлов необходим для обеспечения условий нормальной эксплуатации как самого гидроузла, так и водных путей и инженерных сооружений на участке нижнего бьефа.

При решении задачи русловых деформаций точность полученных результатов во многом определяется выбором метода описания характеристик турбулентного потока, в том числе его вязкости.

Исследования имеющегося опыта моделирования в различных источниках показали, что на практике чаще всего встречаются два пути ее определения: упрощенный путь - когда все турбулентные характеристики задаются исследователем и принимаются равными некоторой величине или ее замена коэффициентом турбулентного обмена.

В случае выбора упрощенной схемы на основе проведенных исследований автором рекомендуется вычисление значения турбулентного коэффициента вязкости выполнять путем внесения, так называемой, поправки Эйнштейна, что справедливо для сред с небольшими концентрациями примесей, к каким можно отнести речной поток. Тогда исправленный турбулентный коэффициент вязкости смеси (речного потока) цт можно выразить через соответствующий коэффициент Цт — для чистой воды. Таким образом, при наличии твердых примесей (наносов) сферических частиц турбулентная вязкость может быть определена по следующей зависимости:

^• = ^•(1 + 2.5«) (1)

где а — объемная доля примеси или концентрация смеси.

Для оценки характера изменения турбулентной характеристики (коэффициента турбулентного обмена) по длине потока автором была рассмотрена динамика изменения этой величины на участке приплотинного участка нижнего бьефа Нижегородской ГЭС. Рассмотренный подход основан на изучении и анализе структуры потока с точки зрения его гидродинамики, однако трудно сказать каким образом эта величина будет изменяться в нижнем бьефе ГЭС с течением времени. На основе проведенного исследования характера изменения турбулентности потока по его длине можно предположить, что рост

этой характеристики на прилегающем к плотине участке обусловлен наличием добавочной кинетической энергии. По мере удаления от створа ГЭС турбулентность потока падает и на каком-то расстоянии достигает некоторой постоянной величины, что свидетельствует о стабилизации процесса.

Многочисленные исследования турбулентной структуры потока показывают, что наиболее доступным способом определения характеристик турбулентности при замене турбулентной вязкости коэффициентом турбулентного обмена является использование классической к-е модели для высоких (турбулентных) чисел Рейнольдса, которая включает в себя уравнения переноса для энергии турбулентности & и ее величины диссипации е.

Одной из важных задач при расчете и прогнозе русловых переформирований является определение расхода наносов в каждом конкретном сечении русла. Оптимальным является использование данных натурных исследований. Однако на практике ввиду отсутствия или ограниченности натурных данных расход наносов в сечениях определяется обычно по эмпирическим зависимостям различных авторов. Автором были выполнены исследования с целью оценки достоверности имеющихся методов для определения расхода влекомых наносов и выявления наиболее полно отражающих качественную сторону явления движения влекомых наносов.

Результаты проведенной автором оценки дают возможность рассматривать зависимости Леви И. И. и НИИВТа, как наиболее полно отражающие качественную сторону явления движения влекомых наносов из крупнозернистого грунта.

Для предварительной оценки интенсивности посадки уровня воды Ъпос (в см/год) на реках с аллювиальным грунтом Федоровым Б. Г. была рекомендована формула:

к.-*^ (2)

2 5 X с/

где () — среднемноголетний расход воды, В — естественная ширина русла, / — среднее километрическое падение на участке нижнего бьефа, <1 — средний диаметр частиц руслоформирующих наносов, к2 — коэффициент, равный 0.22.

Однако возможности применения этого подхода к прогнозу понижения уровней воды ограничены из-за отсутствия учета временного и пространственного факторов.

На основе натурных данных автором выполнены пространственные исследования, которые позволили в прогнозных расчетах понижения уровня воды ввести фактор времени:

кпос = 0.22х х(1 + А/ехр[-кп х Аг]). (3)

®„ х с1

где сор— площадь поперечного сечения русла реки, Л1 —интервал времени, на который рассчитывается понижение уровня воды, к„ — эмпирический коэффициент интенсивности посадки уровня воды, определяемый по натурным данным рек — аналогов на основе статистической обработки.

Возможность практического применения предложенной зависимости исследовалась на основе сопоставления расчетных и натурных данных по Нижегородской и Новосибирской ГЭС. На рис. 3 показано изменение интенсивности падения уровня воды в створе плотины, полученное по натурным данным (1), по формуле Федорова Б. Г. (2) и по полученной зависимости Ипос (/¡1) (3).

Ю57 юла ЛОГ711 1СШ1 10Я7 -1043 Годы

Рис.3. Интенсивность понижения уровня воды в нижнем бьефе ННГЭС: 1 — фактическая, 2 - по формуле Федорова Б. Г., 3 — по расчетной формуле (3).

Как показывают результаты сравнения, отклонение расчетных данных, полученных по зависимости Ьпос и натурных данных по Нижегородскому и Новосибирскому гидроузлам в среднем составляют от 2 до 8 %, что указывает на приемлемость предложенного подхода.

Глава 3. Исследование условий формирования и деформации русла реки в нижнем бьефе ГЭС под влиянием техногенных факторов (на примере Нижегородской, Волгоградской и Новосибирской ГЭС)

В ходе исследований, проведенных автором, были изучены и определены основные факторы, влияющие на формирование наносов в нижних бьефах ГЭС, динамика изменения руслоформирующих расходов воды и устойчивости русла зарегулированных рек, воздействие интенсификации дноуглубительных работ.

Важной характеристикой русла является его степень устойчивости. Исследование показателей устойчивости русла позволяют отнести изучаемый участок реки к определенной категории по степени устойчивости, которая в свою очередь определяет интенсивность русловых деформаций, потребность в дноуглубительных работах и объемах финансирования. .

ДН. см/год

I

О

В диссертационной работе проведена оценка степени устойчивости русла в нижних бьефах Новосибирской и Нижегородской ГЭС до зарегулирования стока и после создания водохранилища. Исследования показали, что в результате зарегулированности стока в целом русло на данных участках рек перешло из категории слабо и относительно устойчивых в устойчивое, т. е. русло стабилизировалось. Причиной роста устойчивости русла, а соответственно и его стабилизации, как отмечалось выше, является стабилизация продольного профиля и форм поперечного сечения русла в нижнем бьефе.

При исследовании и оценке основных закономерностей процесса русловых деформаций в условиях зарегулированности стока необходимо отметить качественно новую особенность, свойственную только нижним бьефам ГЭС - это наличие «инерционного эффекта» в процессе русловых переформирований. Данное понятие автором вводиться при определении динамики изменения транспортирующей способности потока во времени и по его длине, а значит и сопутствующих этому деформаций русла. Обоснованность этого подтверждается анализом изменения транспортирующей способности потока на приплотинном участке нижнего бьефа Нижегородской ГЭС.

С этой целью автором были выполнены исследования динамики изменения транспортирующей способности потока в естественных условиях и в условиях зарегулирования стока ГЭС с учетом фактора длины рассматриваемого участка (рис. 4). В свое время Леви И. И. был предложен метод расчета русловых деформаций, основанный на совместном решении трех уравнений: неравномерного медленно изменяющегося движения жидкости

дх g дх g & баланса твердого материала

дР (5)

у хВ—— =--

VI дх

транспортирующей способности потока

где у — координата свободной поверхности; х — продольная координата;

/>-„'(§)" (здесь „ - коэффициент шероховатости русла. £? - расход

воды); ск — постоянный коэффициент, по Кнорозу В. С. равный 0.006; со — гидравлическая крупность частиц наносов, с1 — средневзвешенный диаметр частиц наносов, Я — гидравлический радиус сечения, который можно принять равным средней глубине Тср.

Исследования автора показали, что данный подход наиболее наглядно может проиллюстрировать качественное изменение величины транспортирующей способности потока. Поэтому для определения характера изменения кривой Рфакт1957 г' (рис. 4) была применена формула Леви И. И. — Кнороза В. С. (6).

Р. м3/с\'т м

Рис. 4. Динамика изменения транспортирующей способности потока на приплотинном участке ННГЭС

Инерционный эффект деформаций русла, обусловленный спецификой нижних бьефов ГЭС, может быть охарактеризован определенными этапами.

Поток, поступающий из водохранилища, является осветленным, т. е. лишенным руслоформирующих наносов. Транспортирующая способность такого потока максимальна, но степень фактического насыщения наносами в створе плотины равна нулю. В связи с этим можно отметить следующие моменты.

В первые годы эксплуатации ГЭС насыщение потока до степени, отвечающей его транспортирующей способности, происходит относительно быстро на участке небольшой протяженности за счет глубинной и боковой эрозии русла. По мере удаления от ГЭС на каком-то расстоянии от створа плотины количество переносимых наносов должно соответствовать естественной (отвечающей его энергетической возможности) величине транспортирующей способности потока (т. А) (рис. 4). Затем происходит «инерционное» перенасыщение (перегрузка) потока наносами. Следствием этого является последующая аккумуляция части наносов на нижележащем участке (т.В) (рис. 4). По мере выработки в русле ниже ГЭС емкости, ослабляющей размывающую способность потока зона размыва смещается вниз и интенсивность насыщения потока наносами замедляется — происходит на более длинном участке.

В данном случае начало зоны аккумуляции наносов в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС было зафиксировано на расстоянии 2300 м от створа ГЭС (1957 г.), что соответствует результатам исследований Векслера А. Б. и Доненберга В. М. Таким образом, выполненный анализ подтверждает обоснованность определения «инерционного» перенасыщения потока наносами.

При анализе деформаций русла также важен учет характера изменения типа руслового процесса во времени. В большинстве случаев, несмотря на зарегулированность, общий тип руслового процесса сохраняется. Для реки Волга в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС характерен побочневый тип. Для количественной характеристики деформаций русел побочневого типа Поповым И. В. и Кондратьевым Н. Е. были предложены ряд параметров, в том числе шаг побочня /.„об и скорость перемещения побочня СП0б-

Для установления характера изменения основных параметров руслового процесса побочневого типа вследствие зарегулированности стока автором был проведен комплекс исследований, в результате которых были получены кривые изменения шага побочня и изменения осредненной скорости смещения побочня за 50 лет эксплуатации ННГЭС (рис. 5).

а) 3

б)

Рис.5. Динамика изменения основных параметров руслового процесса побочневого типа в нижнем бьефе ННГЭС: а) шага побочня, б) скорости

смещения побочня

В численном виде характер кривых можно описать при помощи уравнений, решение которых позволит прогнозировать интенсивность изменения шага побочней и скорости их смещения в нижних бьефах ГЭС. Их учет также важен при проектировании капитальных судоходных прорезей, водозаборов, причалов и др. объектов в нижних бьефах. На основе статистической обработки данных по Нижегородскому гидроузлу методом наименьших квадратов и с использованием математического пакета МаШсаё 2000 автором были получены аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать интенсивность изменения шага побочней и скорости их смещения в нижних бьефах ГЭС:

С(0 = с»ач + 0.208/26 х ехр[- 0.0057(г + 0.01)2 ] (7)

М0 = лм« +11.93?1Л х (б.5 + ехр)[— 0.005(? — 3.8)2 ]

где ).нач и Снач — шаг побочня и скорость его смещения в естественных условиях до зарегулирования стока.

Для оценки результатов исследований автором был выполнен анализ графического представления функций в сравнении с натурными данными, который показал высокую сходимость. Это дает основание считать предложенный подход приемлемым.

Глава 4. Оценка влияния гидрологического режима нижних бьефов ГЭС на условия судоходства по результатам исследований

Одной из первоочередных задач по совершенствованию организации судоходства является увеличение пропускной способности водных путей. При этом важно выявление и прогнозирование резервов времени для прохождения судами участка нижнего бьефа с учетом особенностей гидрологического режима нижних бьефов гидроузлов.

Для решения этой задачи автором были выполнены исследования режима уровней при движении волны попуска в нижнем бьефе Нижегородского гидроузла при различных расходах ГЭС.

На основе анализа изменения положения кривых свободной поверхности воды в течение суток автором получены графики продолжительности выдерживания глубин (рис. 6) и графики интенсивности роста глубин в период увеличения расхода воды через ННГЭС (рис. 7).

В численном виде характер кривых можно описать при помощи интегральных уравнений, решение которых позволит прогнозировать глубины и продолжительность их стояния на лимитирующих судоходство перекатах в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС, а именно Городецком, Нижнем Кочергинском, Нижнем Ветлянском.

Характер кривых на рис. 6 в общем виде можно описать экспоненциальной функцией:

а интегральные кривые интенсивности роста глубин в период увеличения расхода воды через ННГЭС (рис. 7) могут быть описаны функцией, представляющей собой полином второй степени:

= хехр[Аг2 х Т\

(8)

7'(гч) = а/'ч2 +Ыч+с

(9)

Т, см Н. Кочергинский

240 -I-,-,-.-1---.

О 4 . 8 12 16 20 24

Часы суток

Рис. 6. Продолжительность стояния глубин в течение суток

Т, см

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Часы суток

Рис. 7. Интенсивность роста глубин в период увеличения расхода воды через ННГЭС

Для возможности практического применения полученных результатов, а также в целях разработки рекомендаций для диспетчерской Волжского ГБУВПиС автором были определены значения эмпирических коэффициентов для группы лимитирующих перекатов на участке Городец — Н. Новгород. Учитывая специфику конкретных условий нижнего бьефа Нижегородской ГЭС, автором рекомендуется при определении продолжительности стояния глубины в течение суток для Городецкого переката использовать логарифмическую зависимость следующего вида:

{(т) = 355.44 - 60.292 х 1п(г) (10)

Предложенный метод прогноза глубин в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС и определения продолжительности их стояния может быть использован: при оперативной оценке судоходного состояния участка нижнего бьефа г.Городец — г.Балахна и при диспетчерском регулировании движения большегрузных судов. Ситуацию с глубинами целесообразно учитывать при регулировании подхода судов снизу к Балахнинскому рейду — для возможности их транзитного движения к Городецкому рейду без дополнительной стоянки.

Эта же информация должна учитываться при пропуске судов из промежуточного межшлюзового бьефа в нижний бьеф гидроузла.

Согласно, «Правилам плавания судов на внутренних водных путях» при прохождении мелководных участков (перекатов) скорость движения судна не должна превышать регламентированной. В свою очередь скорость движения Vc может быть определена либо по формуле Ваганова Г. И., либо по формуле Полунина А. М. С учетом этого автором были получены зависимости для определения минимально допустимых скоростей движения крупнотоннажных судов при прохождении ими лимитирующих перекатов.

Таким образом, зная глубину на перекате на конкретный момент времени t4 можно определить допустимую скорость движения судна на мелководье Vc. Задаваясь различными значениями времени /ч, при определенной загрузке судна с осадкой Тс можно определить безопасную скорость движения на мелководных участках судового хода.

Результаты исследований, полученные в ходе разработок автора, применимы к крупнотоннажным судам при различной их загрузке с осадкой 300, 310, 320 см и приведены в табл. При этом исследовался режим движения попусковой волны наполнения, т. е. период времени с 8.00 до 16.00. Скорость определялась для следующих проектов судов: «ВН-44» (пр. 1577); «Вол-27» (пр. 05074М) / «ОТ-2427» с секционным составом из 4 барж (пр. 1787).

Таблица

Результаты исследования режима уровней при движении волны попуска в

нижнем бьефе Нижегородской ГЭС

Часы суток Глубина на перекате, см Продолжительность стояния глубины, часов Допустимая минимальная скорость движения судна на перекате, м/с, при загрузке

300 см 310 см 320 см

1 2 3 4 5 6

Городецкий перекат

8.00 260 20 - - -

9.00 281 15 - - -

10.00 299 11 - - -

11.00 315 8 - - -

12.00 328 6 2,4/2.28 1.5/1.08 -

13.00 339 4 3.35/3.14 2.56/2.37 1.33/1.26

14.00 346 2.5 3.84/3.60 3.12/2.93 2.23/2.09

15.00 352 1.5 4.22/3.96 3.56/3.34 2.79/2.61

16.00 354 1.0 4.35/4.07 3.70/3.47 2.95/2.77

Нижний Кочергинский перекат

8.00 309 16 - - -

9.00 327 9 2.34/2.19 0.88/0.88 -

1 2 3 4 5 6

10.00 343 5 3.63/3.41 2.87/2.70 1.89/1.77

11.00 356 3 4.46/4.19 3.83/3.59 3.11/2.92

12.00 368 2 5.14/4.82 4.57/4.29 3.96/3.71

13.00 377 1.5 5.62/5.26 5.07/4.76 4.50/4.22

14.00 384 1.2 5.96/5.59 5.45/5.11 4.90/4.60

15.00 388 1.1 6.16/5.78 5.65/5.30 5.12/4.80

16.00 390 1 6.26/5.87 5.75/5.39 5.22/4.90

Нижний Ветлянский перекат

8.00 290 18 - - -

9.00 310 11.5 - - -

10.00 327 7.5 2.34/2.19 0.94/0.88 -

11.00 341 5 3.49/3.28 2.71/2.54 1.63/1.53

12.00 354 4 4.34/4.07 3.70/3.47 2.96/2.77

13.00 364 3 4.92/4.62 4.33/4.02 3.69/3.46

14.00 372 2.5 5.35/5.02 4.80/4.50 4.21/3.94

15.00 377 2.2 5.62/5.26 5.07/4.76 4.50/4.22

16.00 380 2 5.76/5.41 5.23/4.91 4.68/4.39

При проектировании карьера большое значение имеет оценка влияния добычных работ на гидрологический и уровенный режим водоема в районе планируемой разработки месторождения, что в свою очередь определяет судоходные условия, а, следовательно, и безопасность эксплуатации водного транспорта. Данное положение требует тщательного обоснования параметров добычи НСМ с точки зрения гидрологии, а именно максимально возможных объемов добычи и глубины разработки.

На протяжении эксплуатации гидроузлов и ведения карьерных работ различными организациями (Гидропроект, ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, ЦНИИЭЭВТ, ЛИВТ, ВГАВТ, Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций и др.) и исследователями (Гладков Г. Л., Журавлев М. В., Соколов Ю. П., Беркович К. М. и др.) проводились исследования по оценке влияния карьера на гидрологию водоема.

В диссертационной работе показано, что необходимым для правильного планирования объемов выемки грунта при расположении карьеров на двухрукавных участках рек является знание связи объемов добычи IV и расхода воды £>:(? = /(}У) и анализ влияния добычи на уровни воды в районе работ: ДА = /(<2(^)) (Рис.В), где Д/г -посадка уровня воды.

Рис. 8. Обоснование максимально возможных объемов добычи НСМ на двухрукавных участках рек в условиях нижних бьефов ГЭС:

а) связь расхода воды <2 и объемов добычи Ж;

б) оценка влияния добычи НСМ на уровень воды.

В этом случае для обоснования максимально возможного объема добычи НСМ в одном из рукавов может быть применена формула Чернышова Ф. М. к расчету максимально возможных габаритов судового хода в зависимости от гидрологических условий. На ее основе определяется величина максимального проектного расхода, который должен пройти по судоходному рукаву для поддержания заданных гарантированных габаритов:

п ^ _ (^рх^р5/3Ь Аи)х V/ (11)

¿¿ПРтах

пхк„

Максимальный проектный расход воды в несудоходном рукаве определится как разница общего расхода и расхода в судоходном рукаве. По соотношению величины фактического расхода воды, проходящего по рукаву до производства работ, с максимальной проектной величиной расхода можно обоснованно судить о целесообразности разработки месторождения.

При проектировании гидроузла, как уже говорилось, обязательным является прогноз трансформации русла в нижнем бьефе ГЭС, и в первую очередь прогноз понижения уровня воды. Однако в процессе эксплуатации гидроузла в результате влияния техногенных факторов возможно отклонение от запроектированных значений ввиду неучтенности местных особенностей и, в том числе, вследствие добычи НСМ. На данный момент нет достоверной оценки доли посадки уровня воды, приходящуюся на русловые процессы и долю, приходящуюся на карьерные разработки. Исследования проводились по конкретным гидроузлам.

В связи с этим автором был усовершенствован метод расчета посадки уровня воды, позволивший определить долю ее понижения вследствие добычи НСМ на фоне общей посадки. Данный расчет позволяет оценить изменение

отметок дна и кривых свободной поверхности воды как в результате только русловых деформаций, так и с учетом карьерных разработок и в конечном итоге определить ее долю посадки уровня воды в общем понижении.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫВОДЫ

1. На основе обобщения опыта эксплуатации нижних бьефов гидроузлов и натурных исследований введено и обосновано новое понятие «инерционного» перенасыщения потока наносами, следствием чего является аккумуляция части наносов и временное местное повышение дна русла реки.

2. До сих пор большинство исследований режима нижних бьефов были посвящены водному режиму. Последующие долговременные деформации русла и последствия не учитывались. В представленной диссертационной работе впервые на основе опыта стабилизации русла в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС была выполнена поэтапная оценка изменения интенсивности русловых деформаций. Впервые разграничены понятия естественной и искусственной стабилизации русла реки в результате зарегулированности стока.

3. Исследованы факторы, влияющие на формирование русла реки в условиях нижних бьефов гидроузлов, и выявлены основные закономерности их изменения вследствие зарегулированности стока ГЭС

4. Определен характер антропогенных нагрузок на русловой режим и условия судоходства в нижних бьефах гидроузлов.

5. Впервые в прогнозных расчетах понижения уровня воды и определении интенсивности деформаций при побочневом тиле руслового процесса на основе выполненного большого объема исследований введен фактор времени

6. На базе собранного статистического материала по результатам выполненных натурных наблюдений, впервые исследованы изменения режима движения волны попуска в нижнем бьефе ГЭС с течением времени, что в свою очередь позволило разработать метод прогноза глубин и определения продолжительности их стояния. На основе этого был разработан метод определения оптимальной загрузки крупнотоннажных судов при прохождении ими лимитирующих участков на примере Нижегородской ГЭС.

7. Предложен принцип обоснования максимально возможных объемов добычи НСМ в нижних бьефах ГЭС без ущерба для судоходства и определения доли посадки уровня воды от влияния этого фактора.

Достоверность результатов исследований обеспечена применением современных теоретических методов исследований, апробацией разработанных алгоритмов и расчетных методик на предмет их адекватности натурным данным. Поставленные в диссертационной работе цели и задачи выполнены.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шестова М. В. Трансформация кривой свободной поверхности в нижнем бьефе Городецкого гидроузла. // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава. Вып. 283. Часть V. / М. В. Шестова - Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С. 68-69.

2. Шестова М. В. Деформации русла на приплотинном участке Горьковской ГЭС.// Экология, экономика, финансы и кредиты, менеджмент. Технология обучения: Тезисы докладов на семинаре профессорско-преподавательского состава в рамках международного форума «Великие реки России - 2000». / М. В. Шестова - Н. Новгород, 2000. - С. 20-23.

3. Шестова М. В. Русловой режим нижнего бьефа Нижегородской ГЭС. Сборник трудов «Водные пути и гидротехнические сооружения», вып. 297./ Н. Новгород: ВГАВТ, 2001. - С. 70-76.

4. Шестова М. В. Прогноз русловых деформаций в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС. Сборник трудов «Экология и безопасность эксплуатации судов и водных путей», вып. 298. /В. П. Куликов, М. В. Шестова — Н. Новгород: ВГАВТ, 2001.-С. 17-23.

5. Шестова М. В. Анализ деформации русел рек в нижних бьефах ГЭС. Сборник трудов «Экология и безопасность эксплуатации судов и водных путей», вып. 298. / М. В. Шестова - Н. Новгород: ВГАВТ, 2001. - С. 24-28.

6. Шестова М. В. Специфика деформаций русел рек в нижних бьефах ГЭС. Сборник трудов «Динамика овражно-балочных форм и русловые процессы». / М. В. Шестова - М.: МГУ, 2002.

7. Шестова М. В. Изменение русловых процессов на отдельных реках и участках рек под влиянием техногенных факторов. //Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и специалистов «Транспорт — XXI век». Часть 3. / М. В. Шестова -Н. Новгород: ВГАВТ, 2003. - С. 16-19.

8. Шестова М. В. Особенности русловых процессов и методы стабилизации русла на участках нижних бьефов ГЭС. //Вестник ВГАВТ «Судостроение, судоремонт, водные пути, гидротехнические сооружения и экологическая безопасность судоходства», вып. 8. / М. В. Шестова - Н. Новгород: ВГАВТ, 2003.-С. 102-108.

9. Шестова М. В. Особенности руслового режима и методы прогноза посадки уровня воды в нижних бьефах ГЭС. // Сборник трудов «Эрозионные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии». / М. В. Шестова — М.: Географический факультет МГУ, 2004. - С. 222-230.

10. Шестова М. В. Исследование влияния добычи НСМ на русловой режим и безопасность эксплуатации водного транспорта. //Тезисы докладов 4 Международной молодежной научно-технической конференции. / М. В. Шестова - Н. Новгород: НГТУ, 2005. - С. 15 8-15 9.

11.Шестова М. В. Оптимизация организации судоходства в условиях суточного неравномерного попуска Нижегородской ГЭС.// Материалы научно-

методической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и специалистов. Юбилейный выпуск. Часть 2. / Р. Д. Фролов, М. В. Шестова. - Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2005. С. 46-49.

12.Шестова М. В. Прогноз интенсивности русловых переформирований в нижних бьефах ГЭС// Вестник ВГАВТ, вып. 18. / М. В. Шестова. - Н. Новгород: ВГАВТ, 2006.

13.Шестова М. В. Исследование русловых деформаций в нижних бьефах ГЭС // Тезисы докладов на семинаре профессорско-преподавательского состава в рамках международного форума «Великие реки России — 2006». / М. В. Шестова. - Н. Новгород: 2006.

14. Шестова М. В. Расчетная оценка русловых деформаций в нижних бьефах гидроузлов./ Гидротехническое строительство, вып. 11. /' М. В. Шестова. - М.: Энергопрогресс, 2006.

Подписано в печать 09.11.06. Формат 60*84. Бумага офсетная. Печать RISO RP 3500ЕР. Уч.-изд. л.1 Тираж 100 экз Заказ 182.

Отпечатано «Стимул-СТ» 603115 г.Н.Новгород, ул.Трудовая, 6 тел. 36-86-40

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

СУДОХОДСТВА В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА НИЖНИХ БЬЕФОВ ГЭС \

1.1. Общая характеристика специфических водного и руслового режимов нижних бьефов гидро>злов

1.2. Проблемы организации судоходства в условиях суточного регулирования стока в нижних бьефах ГЭС (на примере Нижегородского гидроузла) ^

1.3. Исследование зарубежного опыта и теоретических проработок режима судоходства в нижних бьефах гидроузлов

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ К ПРОГНОЗИРОВАНИЮ РЕЖИМА НИЖНИХ БЬЕФОВ IЭС

2.1.Исследование турбулентности и транспортирующей способности потока в условиях суточного неравномерного попуска ГЭС

2.2. Состояние задачи расчета русловых деформаций в нижних бьефах гидроузлов ^

2.3. Обоснование использования методов оценки эрозии русла и транспортирующей способности потока в нижнем бьефе ГЭС

3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ РУСЛА РЕКИ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ГЭС ПОД ВЛИЯНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ (НА

ПРИМЕРЕ НИЖЕГОРОДСКОЙ, ВОЛГОГРАДСКОЙ И 90 НОВОСИБИРСКОЙ ГЭС)

3.1 Исследование факторов, влияющих на формирование наносов в нижних бьефах ГЭС. Воздействие интенсификации дноуглубительных работ на формирование 90 русла

3.2 Руслоформирующие расходы воды и их учет при исследовании условий судоходства в нижних бьефах ^ ГЭС

3.3 Исследование изменения устойчивости русла зарегулированных рек

3.4 Обоснование наличия инерционною эффекта деформаций русла в нижнем бьефе ГЭС

3.5 Оценка интенсивности русловых переформирований в нижних бьефах гидроузлов

4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА НИЖНИХ БЬЕФОВ ГЭС НА УСЛОВИЯ СУДОХОДСТВА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Разработка рекомендаций по оптимизации работы ^ флота в условиях суточно! о регулирования стока ГЭС

4.2 Оценка влияния карьерных разработок на уровенный режим и безопасность судоходства. Рекомендации по обоснованию максимально возможных объемов добычи НСМ в условиях нижних бьефов ГЭС

Вода с древнейших времен широко используется человеком для транспортных целей, в качестве источника энергии и т.д. Запасы воды на земном шаре огромны, однако распределение водных ресурсов но площади и во времени весьма неравномерно.

Для возможности наиболее рационального использования водных ресурсов в хозяйстве необходимо их регулирование, перераспределение с помощью различного рода гидротехнических сооружений. Подобное приспособление водоема и, прежде всего рек, к нуждам человека невозможно без четких знаний русловых процессов. Какое бы строительство ни велось на реке или в ее непосредственной близости, оно должно учитывать природные процессы, связанные с жизнью реки, с возможными последующими изменениями формы русла, его перемещением или переформированием. Подобный подход при реализации инженерных решений исключит негативные последствия. Поэтому вполне понятно то внимание, которое уделялось и продолжает уделяться изучению всего многообразия русловых процессов.

Гидротехника, как инженерная отрасль, имеет свою многовековую историю. Однако гидротехнические работы, имеющие целью воздействие на процессы руслоформирования, масштабно начали проводиться со второй половины XIX века. К этому же времени относятся первые исследования русловых процессов. Это работы французов Дюбуа (1879 г.), давшею математическое выражение "силы влечения" наносов; Фарга (1908 г.), выявившего первые закономерности строения и развития речного русла [137]. С целью решения практической задачи обоснования расположения судоходной трассы Жирардоном во Франции выполняются анализы внутренних течений в потоке на повороте русла.

Один из российских основоположников гидротехники свободных рек Jloxmuii В. М. (1895 г.) [52, 82] в конце XIX века доказал, что характер развития речного русла тесно связан с особенностями географической среды. В качестве первого приближения он выделил три фактора, определяющих особенности конкретной реки, - водность, уклон и рашываемость ложа - и дал известное выражение для коэффициента устойчивости русла. Лохтин определил причины возникновения и деформации перекатов на реках и предложил метод улучшения судоходных условий на перекатах посредством постройки в русле выправительных сооружений.

Почти одновременно с Лохтиным Лелявский Н. С. (1908 г.) [52, 81] обратил внимание на своеобразие механизма руслообразования: существующие формы русла направляют движение струй потока, но одновременно сами эти формы находятся в зависимости от распределения течений. Эта диалектическая взаимозависимость русла и течения является основой современной науки о русловых процессах. Особое внимание при этом уделяется изучению транспорта донных и взвешенных наносов как в лабораторных, так и в натурных условиях. Лелявскому, как и Лохтину, была очевидна необходимость натурного изучения русловых процессов, без которого было бы невозможно найти теоретические решения задач русловой гидравлики.

В начале XX века возрастает значение науки о водных потоках. На территории России создается большое количество искусственных гидротехнических сооружений, таких как: Беломорско-Балтийский канал, канал им. Москвы, Волго-Донской канал, Днепро-Бугский канал; такие крупные водохранилища как: Иваньковское, Рыбинское, Горьковское, Куйбышевское, Цимлянское и другие. Это приводит к развитию разных сторон теории руслового процесса и формированию нескольких крупных научных школ: географической (Маккавеев II. И.), геоморфологической (Кондратьев II. Е, Попов И. В., Снищенко Б Ф. [117, 118]), гидродинамической (Гтшанин А" В. [43,44, 46,47]) и др.

По мере эксплуатации гидросооружений появляется необходимоеп> решить ряд проблем, связанных с учеюм стока, в гидравлике - проблем неравномерного и неустановившегося движения, в том числе размывов в нижних бьефах плотин, в гидрологии - проблемы речных наносов. Круг вопросов инженерной гидравлики в размываемых руслах расширяется, и это приводит к формированию нового научного направления, получившею по предложению Великанова М. А. (1936 г.) [29], название динамики р\ еловых потоков. Основой его остаются принципы гидравлики и гидромеханики, но применение этих принципов усложняется необходимостью учета транспорта наносов, деформаций русла, двухфазности жидкости. На решении этих вопросов сосредотачивается внимание ряда исследователей. Это, прежде всего работы Леей И. И. [80], Гончарова В. Н. [36], Гришанина К. В. [43,46], Караушева А. В. [69, 70, 71], Алексеевского И. И. [2], Ban Шу-Хуа [25], Вой-новича П. А. [34], KycmoeaJl. И. [77, 78]. Также были разработаны методы расчета планов течений и русловых деформаций {Вернадский Н.М. и другие); исследованы структуры турбулентности {Be тканое М. А. [30], Ко imo-горов А. С. [52], Барышников Н. Б. [10, 11, 12], Коренева В. В. [76], Лятхер В. М. [85] и др.); разработаны теории турбулентного перемешивания {Маккавеев В. М, и др.), изучена гидравлика подвижных р>сел {Гладков Г Л. [37], Журавлев М. В. [57], Дегтярев В. В. [49, 50,51]); гидравлика нижнею бьефа {Леей И. И., Алтунин С. Т., Антроповский В. И. [4, 5] и др.).

Исследовательская мысль, направленная на изучение русловых процессов, всегда ориентировалась запросами практики. При этом следует отметить, что большая роль в развитии многих вопросов теории русловою процесса принадлежит научным организациям речного флота, усилиями которых теория превратилась в научную основу водно-путевых работ. В этой связи нельзя не указать на известные работы Маккавеева Н. И., Гришанина К. В., Рлсаницына Н. А., Чачова Р. С, Барышникова Н. Б., Гладкова Г Л., Снищенко Б Ф, и др. Широкую известность получили исследования и по приложению теории русловых процессов к решению задач по коренному улучшению судоходною состояния многих рек, выполнявшихся Ботвинковъш В. М [19, 20, 21], Беркови-чем К. М., Кабановым А. В. [65, 66], Фроювым Р. Д и др. Большая фундлментальная работа по изучению закономерностей переформирования русел проведена научно-исследовательской лабораторией эрозии почв и русловых процессов МГУ им. Н. И. Ломоносова, созданная Маккавеевым Н. И. и ныне возглавляемая Чаловым Р. С., а также ГБУВП и С; ВГАВТ; НГАВТ; Санкт-Петербургским государственным университетом водных коммуникаций и другими организациями.

За последние годы выполнено большое количество исследований русловых процессов как отечественными, так и зарубежными учеными. В том числе, проведен большой комплекс работ по изучению реки Рейна ниже плотины Иф-фецхайм (Германия) [135, 136], реки Висла ниже плотины Влоцлавек (Польша) [133, 134], на реке Колорадо ниже плотины Гувер [121], на реке Пил ниже Асуанской плотины [121] и др.

Также имеется целый ряд работ, посвященных режиму нижних бьефов с деформируемым руслом. Это прежде всего работы Лчтунина С. Т. [3], Берко-вичаК. М. [13,14, 15,16,17, 18], ВекслераА. Б нДоненберга В. М [26, 27, 28]. Фролова Р. Д [95, 96, 98, 120, 121, 122], Федорова Г. Ф. [ 119], Бучапова Е. /7. [22], Арефьева Н. В. [7], Виноградовой И. Н. [31], Григорьева Е М [41], Иса-шинцоваД. А. [64], Серебрякова А. В. [116] и др)гие.

Специфические водный и русловой режимы в условиях суточного колебания уровней воды определяют и особые подходы к организации работы флота в сложных путевых условиях. В этой связи необходимо отметить работы Захарова В. Н. [58, 59, 60], Кчементьева А. Н. [72, 73, 74], Рыжова JI. М [110, 111]. Вопросом совершенствования судопронуска в ограниченных условиях занимались Малышкин А. Г. [91, 92], Железнова Н. В. [56] и другие. В данном случае определяющим является режим движения перемещающейся по бьефу волны попуска, которая определяет переменные по длине участка и времени суток глубины судового хода. Важным фактором при этом являю 1ся возможные деформации русла вследствие зарегулированное и стока, которые приводят к изменению суточного графика колебания уровней воды и, как следствие, негативно отражаются на >словиях судоходства. Ре*ультатом подобных явлений, наблюдаемых в нижних бьефах ГЭС, является ограничение пропускной способности всего водного пути и снижение доходов.

Таким образом, можно сделать вывод, что к настоящем) времени вопросы организации судоходства в нижних бьефах ГЭС с точки зрения влияния на них русловых процессов и, в первую очередь, глубинной эрозии являются не до конца изученными.

Одним из важнейших техногенных факторов, влияющих на формирование русла после создания гидроузлов, является воздействие дноутлубшельных и карьерных рабог. Значительные объемы добьни нер\дш \\ строительных материалов (НСМ), особенно в зоне влияния суточного регулирования ЮС, приводят к увеличению общей посадки уровня воды. Интенсивность роста объемов проводимых транзитных дноуглубительных работ определяется направленностью русловых деформаций и обусловлена стремлением увеличить транзшную судоходную глубину на прожженном участке «водохранилище - нижний бьеф».

Современное состояние теории и практики русловой гидротехники позволяет дать достаточно обоснованное теоретическое объяснение сущности изменения характера русловых процессов на реках после зараулирования их стока крупными водохранилищами. Однако, ряд существенных факторов, предопределенных долговременным характером процесса перестройки русла и закономерности последующих его деформаций продолжают оставаться недсс га-точно исследованными. Также отсутствуют четкие обоснования по оптимизации режима судоходства при нестабильных в течение сугок глубинах. Изложенное выше обуславливает актуальность рассматриваемой проблемы.

Целью работы является оценка влияния специфических руслового и водного режимов нижних бьефов ГЭС на условия с\до\оцства. Механизмом реализации поставленной задачи служит исследование процесса русловых деформаций в нижних бьефах ГЭС с учетом фактора времени и протяженности участка нижнего бьефа; последствий проведения дноуглубительных и неизбежных карьерных работ и их влияние на гидравлику реки и безопасность evдоходства; возможность точного прогнозирования последсший зарегулирован ности стока реки и других техногенных явлений. Резулыатом проведенного комплекса исследований должна быть разработка рекомендации по организации оптимального режима судоходства в условиях суточного неравномерного попуска ГЭС с целью снижения потерь флота; по оценке степени влияния карьерных разработок на русловой режим и безопасность 'жспл\а1ации водного транспорта зарегулированных рек; по прогнозу русловых деформаций как явления, определяющего >словия организации судоходства в нижних бьефах гидроузлов.

Учитывая выше изложенное, автор в диссертационной работе исследует и решает следующие конкретные задачи:

- оценка факторов, влияющих на формирование р>сла реки в условиях нижних бьефов ГЭС;

- определение характера воздействия дноугл\бите.1ьных и карьерных работ на р)еловой режим и условия судоходства в нижних бьефах гидроузлов;

- исследование специфических условий судоходства в условиях суточного регулирования стока ГЭС и обоснование мер, обеспечивающих оптимальную работу флота;

- определение степени влияния работ по добыче НСМ на посадку уровня воды и обоснование максимальных объемов добычи с целью обеспечения безопасности судоходства;

- разработка метода оценки интенсивности русловых нереформирований как явления, определяющего требования для оптимизации организации судоходства в нижних бьефах гидроузлов.

Предметом исследования являются параметры р>сла, меняющиеся вследствие процесса деформации нижних бьефов ГЭС и, в перв\ ю очередь, глубины - как определяющие безопасность судоходства; р>с юной г. полный режим зарегулированного стока; особенности организации судоходства в условиях суточного колебания уровней воды в нижних бьефах.

Объем и структура работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение и выводы, приложения, рисунки, таблицы, пложенные на 174 страницах, список литературы содержит 146 наименований, в том числе 13 - на английском языке.

1. Алексеевский Н. И. Транспорт влекомых наносов при развитой структуре русловою рельефа.// Метеорология и пирология./ Н. И. Алексеевский 1990, №9. - С. 100-105.

2. Алтунин С. Т. Заиление водохранилищ и размыв русла в нижнем бьефе плотин.// Русловые процессы. / С. Т. Алтунин М.: изд-во АН СССР, 1958. - С. 249-286.

3. Антроповский В. И. Исследование критериальных зависимостей при оценке русловых переформирований в нижнем бьефе ГЭС.// Труды ГГИ «Исследование морфологии»./ В. И. Литроповский -Вып. 209, 1972.

4. Антроповский В. И. Критерии зависимости типов русловою процесса.// Труды ГГИ «Исследование морфологии». / В. И. Антроповский- Вып. 190, 1972.

5. Антроповский В. И. Вариант стагиаической обработки характеристик руслового процесса. // Водные ресурсы, 1992, .4» 1. С. 4752.

6. Арефьев Н. В. Понижение уровня воды в нижнем бьефе гидроузлов. // Сборник трудов «Динамика и гермика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей». / Н. В. Арефьев, М. А. Михалев. М.: РАН. Институт водных проблем, 1999.

7. Бабиньский 3. Влияние водохранилища Влоцлавек на гидроморфологические процессы ниже плотины (р. Висла). / Сборник трудов «Эрозионные и русловые процессы». / 3. Бабиньский. Вып. 3. -М.: МГУ, 2000.

8. Барышников Н. Б. Антропогенное воздействие на саморегулирующуюся систему бассейн речной поток - русло./'/Н. Б. Барышников, Е. А. Саму сева - СПб: изд. РГГМУ, 1999.

9. Барышников Н. Б. Гидромеханический анализ турбулентного руслового потока: Уч. пособие./ Н. Б. Барышников Л.: Ленинградский политехнический институ i, 1985. - 83 с.

10. Барышников Н. Б. Динамика русловых потоков и русловые процессы.// Н. Б. Барышников, И. В. Попов Л.: Гидрометеоиздаг, 1988.-456 с.

11. Беркович К. М. Формирование русла Оби в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС// Труды ЗапСибИПИ Госкомеидромега./ К. М. Беркович, А. Б. Векслер, В. М. Донненберг, Н. И. Маккавеев. Р. С. Чалов.-Вып.52, 1981.

12. Беркович К. М. Русловые процессы и русловые карьеры. / К. М. Беркович М.: 2005. - 109 с.

13. Большаков В. А. Справочник по гидравлике./ В. А. Большаков, Ю. М. Константинов и др. Киев.: изд-во «Вища школа», 1984.

14. Ботвинков В. М. Гидроэкология на внутренних водных нудях: Учебник для водотранспортных вузов, (ГРИФ).// В. М. Ботвинков, В. В. Дегтярев, В. А. Седых М., Сиб. сот л. - 2002. - 356 с.

15. Бутаков А. Н. Обоснование расчетной формулы для расхода русловых наносов методом сравнительного анализа. //Груды Академии водохозяйственных наук «Гидрология и русловые процессы».7 А. Н. Бутаков. Вып.5. - М.: 1998.

16. Ваганов Г. И. О соотношении 1абаритов судового хода и юлкае-мых составов.// Под ред. проф. Кустова Я. И./ Г. И. Ваганов М.: «Реч.транспорт», 1962.

17. Ван Шу-Хуа. Особенности динамики русел, сложенных из мелких частиц.// Автореферат диссертации на соискание ученой аепени кандидата технических наук./ Ван Шу-Хуа. М, 1960, 24 с.

18. Векслер А. Б. Переформирование русла в нижних бьефах крупных гидроэлектростанций.// А. Н. Векслер, В. М. Доненберг М.: Энергоатомиздат, 1983.

19. Векслер А. Б. Трансформация русла р. Камы в нижнем бьефе Вог-кинского гидроузла.// А. Б. Векслер, В. М. Доненберг ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, СПб.: 1993.

20. Векслер А. Б. Опыт оценки трансформации русла рек в нижних бьефах гидроузлов.// А. Б. Векслер, В. М. Доненберг Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, том 230, СПб.: 1997.

21. Великанов М. А. Проблема формирования речного русла.// М. А. Великанов Изд. АН СССР, т ом 11, № 4.- 1948.

22. Великанов М. А. Русловой процесс. // М. А. Великанов М.: Фи?-матгиз, 1958.

23. Вопросы волнового и русловою режимов на зарегулированных реках и водохранилищах. //Труды ЦНИИ экономики и эксплуатации водного транспорта. Вып. XII М.: издательство «Речной транспорт», 1957.

24. Воронина Ю. Е. Канализирование русел судоходных рек с целыо повышения безопасности судоходства.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук./ Ю. Е. Воронина. Н. Новгород, 2004.

25. Войнович П. А. Об уравнении размыва.// 11звест ия 11ИИГ. Т. 6 /11. А. Войнович, М. А. Дементьев 1932.

26. Галков В. А. Исследование русловою режима и судоходных условий в нижних бьефах крупных гидроузлов.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на-ук./В. А. Галков. ЛИВТ, 1969.

27. Гончаров В. Н. Динамика русловых потоков.// В. II. Гончаров. -Л.: Гидромегеоиздат, 1962.

28. Гладков Г. Л. Гидравлическое сопротивление подвижного русла при низких уровнях воды // Г. Л. Гладков Изв. Вузов. Строительство и архитектура. „Чо 5. - 1984, с.86 - 89.

29. Гладков Г. Л. Обеспечение устойчивости русел судоходных рек при дноуглубдении и разработке руеловых карьеров.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук./ Г. Л. Гладков С.-Петербург, 1996.

30. Гладков Г. Л. Водные пути и гидротехнические сооружения: Учебное пособие // Г. Л. Гладков, М. В. Журавлев и др. СПб, СПГУВК-2001,329 с.

31. Гладков Г. Л. Оценка воздействия на окружающую среду инженерных мероприятий на судоходных реках: Учебное пособие для вузов.// Г. Л. Гладков, М. В. Журавлев, Ю. Г1. Соколов СТ16, изд-во А. Карадакова 2005. - 241 с.

32. Гринвальд Д. И. Речная турбуленпгость./' Д. П. Гринвальд, В. И. Никора-Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

33. Гришанин К. В. Основы динамики русловых потоков.// К. В. Гри-шанин М.: издательство «Tpancnopi», 1990.

34. Гришанин К.В. Гидравлические сопротивления ес1еавенных русел.//К. В. Гришанин СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.

35. Гришанин К. В. Устойчивость русел рек и каналовУ/ К. В. Гришанин- Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

36. Гришанин К. В. Теория русловою процесса.// 1С. В. Гришанин -М.: изд-во "Транспорт", 1972, с. 216.

37. Гришанин К. В. Водные пути: Учебник для вузов.// 1С. В. Гришанин, В. В. Дегтярев, В. М. Селезнев М: Транспорт 1986. - 400 с.

38. Гнурман В. Е. Теория вероятности и математическая стагистича/У Учебное пособие. 7-е изд., стереотип./ В. Е. 1 мурман - М.: Высшая школа, 1999. - 479 с.

39. Дегтярев В. В. Гидравлические возможности судоходных рек в свободном состоянии.// Труды НИИВТ «Повышение эффективности использования водных путей и загонов»./ В. В. Депярлз, Ф. М. Чернышев- Вып. XXVIII. М.: Транспорт, 1968.

40. Дегтярев В. В. Водные пути: Учебник для вузов.// В. В. Дегтярев, В. М. Селезнев, Р. Д. Фролов М.: транспорт, 1980. - 328с.

41. Дегтярев В. В. Охрана и рациональное использование водных ресурсов на речном транспорте.// В. В. Дегтярев, В. 11. Тоняев М.: «Транспорт», 1982.

42. Доманевский Н. А. Русловые процессы и путевые работы на свободных реках.// Труды ЦНИИ экономики и эксплуатации водною транспорта, вып. 8./ Н. А. Доманевский, П. И. Маккавеев, А. И. Лосиевский и др. -М.: изд-во «Речной транспорт», 1956.

43. Доу Го-Жень. Вопросы устойчивости речныч русел.// '1руды 3 Всесоюзного гидрологическою съезда./ Доу Го-Жень JI.: Гидро-метеоиздат, 1960.

44. Дьяконов В. П. Справочник по алгоритмам и программированию на языке Бейсик для персональных ЭВМ// В. II. Дьяконов М.: Наука, 1989.-241 с.

45. Елисеева И. И. Общая теория статистики.// И. И. Елисеева, М. М. Юзбашев-М.: Финансы и статистика, 2002.-402 с.

46. Железнова Н. В. Оптимизация работы флота в условиях переменных глубин. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук./ Н. В. Желешова Н. Новгород, 2004.

47. Журавлев М. В. Гидравлическое сопротивление на повороте речного русла. // Сборник трудов «Повышение пропускной способности портовых и судоходных сооружений»/ М. В. Журавлев- Л.: ЛИИВТ, 1987.-с. 184-190.

48. Захаров В. Н. Математические модели и методы решения оперативных задач: Учебное пособие/ В. П. Захаров, В. И. Кожухарь, В. Н. Белых Горький: ГИИВТ, 1987. - 86 с.

49. Захаров В. 11. Управление эксплуатационной деятельностью речных транспортных организаций. // В. Н. Захаров Горький, 1989.

50. Захаров В. Н. Организация работы речною флота: Учебник/ В. Н. Захаров, А. Г. Малышкин, В. П. Зачесов. VI.: Транспорт, 1994. -287 с.

51. Знаменская Н. С. Донные наносы и русловые процессы.// И. С. Знаменская-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

52. Иванов Б. А. Прогнозирование русловых деформаций в нижних бьефах гидроузлов на гидроморфологической основе. // Ру еловые процессы рек. Труды ГГИ, выи. 361/ Б. А. Иванов СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.

53. Ивашинцов Д. А. Современные подходы в гидравлических исследованиях гидротехнических сооружений и водотоков. // Гидротехническое строительство. № 8. / Д. А. Изашинцов, А. Б. Векслер и др.- 2003.-с. 28-36.

54. Кабанов А. В. Оценка транзитных глубин на судоходных реках.// Сборник статей. Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов./ А. В. Кабанов М.: 1999.

55. Кабанов А. В. Путевые работы на судоходных реках: Справ, ио-соб.//А. В. Кабанов, А. И. Седыч, Р. Д. Фролов М.: 1978.

56. Карасев И. Ф. Морфометрические инварианты русловых потоков // Труды Академии водохозяйственных наук. Вып. 1./ И. Ф. Кара-сев-М., 1995.

57. Караушев А. В. Теория и методы расчега речных наносов// А,. В. Караушев-JI.: Гидрометеоиздат, 1977.

58. Караушев А. В. Сток наносов, ег о изучение и географическое распределение.//А. В. Караушев-Л.: Гидрометеоиздат. 1977.

59. Караушев А. В. Изучение движения наносов в нижних бьефах ГЭС. Труды ГГИ, вын.210.// А. В. Караушев, И. М. Капитонов, К. В. Разумихина- Л.: Гидрометеоиздаг, 1974.

60. Караушев А. В. Проблемы динамики естественных ьодных потоков.// А. В. Караушев-Л.: Гидрометеоиздаг, I960.

61. Клементьев А. Н. Обеспечение безопасности движения судов в подходных каналах гидроузлов.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук./ А. Н. Клементьев Горький, 1990.

62. Клементьев Л. П. Безопасность плавания судов на внутренних водных путях. //А. Н. Клементьев, В. И. Тихонов, В. П. Грифонов-Н. Новгород: ВГАВТ, 1997. 18 с.

63. Клементьев А. Н. Движение и маневрирование судов при прохождении судопропускных гидротехнических сооружений.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени докюра технических наук./ А. Н. Клементьев Н. Новюрод, 1998. - 24 с.

64. Кондратьев Н. Е. Основы гидроморфологической теории руслового процесса.// Н. Е. Кондратьев, И. В. Попов. Б. Ф. Снищенко Л.: Гидрометеоиздат, 1982.-263 с.

65. Кустов Л. И. Движение речных вод и наносов.// Л. И. Кустов М.: изд-во «Транспорт», 1964.

66. Кустов Л. И. Водные пути и порты.// Издание 2-е, перерлбог. и доп./ Л. И. Кустов М.: «Транспорт», 1974. - 335 с.

67. Леви И. И. Динамика русловых потоков.// И. И. Леви Л.: Гос-энергоиздат, 1957.

68. Лелявский Н. С. О речных течениях и формировании речного русла // Вопросы гидротехники свободных рек./ 11. С. Лелявский -М.: Речиздат, 1948.

69. Лохтин В. М. О механизме речною русла.// В. М. Лохгин Казань, 1895.

70. Лысенко В. В., Сергеенков И. С. Предварительные соображения о ходе руслового процесса р. Оби в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС. // Труды ЗапСибНИИ Госкомеидромет. Вып. 8./ В. В. Лысенко, И. С. Сергеенков - 1972.

71. Липатов И. В. Гидродинамика речных потоков и се влияние на эксплуатационные параметры судоходных шдрснехнических сооружений: методология исследований. Монография. / П. В. Липатов. Н. Новгород. Издательство ФГОУ BI10 ВГАВТ, 2006. - 97 с.

72. Лятхер В. М. Турбулентность в гидросооружениях.// В. М. Лятхер -М.: Энергия, 1968.

73. Маккавеев Н. И. Транспортное использование водохранилищ./'' Н. И. Маккавеев, Б. Г. Федоров и др. М.: издательсиш " Транспорт", 1972.

74. Маккавеев II. И. Эрозионные процессы. // Н. И. Маккавеев, Р. С. Чалов и др. М.: Мысль, 1984 - 256 с.

75. Маккавеев Н. И. Показатель устойчивости русла рек //' Метеорология и гидрология. №5./ Н. И. Маккавеев, С. Г. Шатаева, М. Н. Ми-тякова- 1967. С.82-88.

76. Маккавеев Н. И. Русловые процессы.// Н. И. Маккавеев, Р. С. Чалов М.: изд-во МГУ, 1986.

77. Маккавеев Н. И. Русловые процессы и путевые работы в нижних бьефах гидроузлов.// Труды ЦНИИЭВТ «Вопросы волновою и руслового режима», вып. 11./ Н. И. Маккавеев 1957.

78. Малышкин А. Г. Исследование путей повышения эффективности перевозок нефтегрузов в бассейнах с ограниченными условиями плавания.// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук./ А. Г. Малышкин Г.: 1965. - 198 с.

79. Малышкин А. Г. Организация пропуска судов через шлю?.// А. Г. Малышкин, Б. И. Вайсблат Б. И. Горький, 1980.

80. Минский Е. М. Турбулентность русловою потока // Гидромегеоиз-дат./ Е. М. Минский Л.: 1952.

81. Мирцхулава Ц. Е. Инженерные методы расчета и прогноз водной эрозии.// Ц. Е. Мирцхулава М.: «Колос». 1970.

82. Отчет о НИР: «Анализ русловою процесса и на!>рные исследования гидрологического режима в нижнем бьефе III 11 ЭС»./ ВГАВТ; рук. Фролов Р. Д.; исполн. Попов В. А., Самогин Б. А. и др. II. Новгород, 2000. - 107 с. - Инв. № 204202.

83. Отчет о НИР: «Основные проблемы технической и экологической безопасности в нижних бьефах гидроузлов». / ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева; рук. Векслер А. Б. СПб., 1998.

84. Пыркин Ю. Г., Петров В. П. и др. Исследование осаждения твердых частиц малой крупности в турбулентном но г оке.// Сборник научных трудов «Эрозия почв и русловые процессы», вып. 12./10. Г. Пыркин, В. П. Петров и др. М.: изд-во МГУ. 2000.

85. Попов И. В. Деформации речных русел и гидротехническое строительство.// Издание 2-е./ И. В. Попов J1.: Гидрометеоиздат, 1969.-363 с.

86. Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на учасштх размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов Л.: Гидро-метеоиздат, 1988.

87. Руководство по изысканиям и анализу русловою процесса на затруднительных участках свободных рек. М.: Транспорт. 1981.

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

89. Русловые процессы и водные пути рек Обского бассейна. //Под редакцией Р. С. Чалова, Е. М. Плескевича, В. А. Баулы. Новосибирск: РИПЭЛ плюс, 2001. - 300 с.

90. Сазонов А. А. Негативные последствия от снижения судоходных глубин в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС.// Груды ВГАВТ, вып. 283./ А. А. Сазонов Н. 11овгород. 1999.

91. Самарский А. А. Теория разностных схем: Учебное пособие.// А. А. Самарский М.: Наука, 1983. - 616 с.

92. Самарский А. А. Численные методы: Учебное пособие.// А. А. Самарский, А. В. Гулин М.: Наука, 1989. - 432 с.

93. Серебряков А. В. Русловые процессы на судоходных реках с зарегулированным стоком.// А. В. Серебряков М.: издательство «Транспорт», 1970.

94. Снищенко Б. Ф. Развитие теории руслового процесса в XX веке. // Русловые процессы рек. Труды ГГИ, вып. 361./ Б. Ф. Снищенко -СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.

95. Снищенко Б. Ф. Типы руслового процесса и их возникновение.// Труды ГГИ. Вып. 263./ Б. Ф. Снищенко 1980.

96. Федоров Г. Ф. Волновые явления и особенности плавания в нижних бьефах гидроузлов. // Г. Ф. Федоров М.: издательство «Транспорт», 1966.

97. Фролов Р.Д. Об улучшении судоходного состояния нижнего бьефа Нижегородской ГЭС на р. Вол1е.// Груды Академии проблем водохозяйственных наук РФ «Проблемы русловедения». Вып.9/ Р. Д. Фролов Москва, 2003,186 - 194 с.

98. Фролов Р.Д. Русловой режим нижних бьефов ГЭС.//Сборник статей «Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов»./ Р. Д. Фролов М., 1999, 56-60 с.

99. Чалов Р. С. Русловые исследования.// Р. С. Чалов М.: изд-во МГУ, 1995.

100. Чалов Р. С. Показатели устойчивости русла, их использование для оценки интенсивности русловых деформаций и пути совершенствования. // Динамика русловых потоков./ Р. С. Чалов JI.: 1983.

101. Чернышов Ф. М. Сопоставление формул для расчета расхода влекомых наносов. //Труды «Вопросы i идротехники свободных рек»./ Ф. М. Чернышов, Ю.Ф. Моисеев.

102. Чугаев P.P. Гидравлика (техническая механика жидкости).// Р. Р. Чугаев JI.: «Энергия», 1971. -552 с.

103. Шамов Г. И. Речные наносы.// Г. И. Шамов J1.: Гидрометеоиздат, 1954.

104. Шатаева С. Г. Определение объема дноуглубительных работ с помощью показателя устойчивости русла.// Труды ЦНИИЭВТ, вып.68./ С. Г. Шатаева 1969.

105. Шестова М. В. Русловой режим нижнею бьефа Нижеюродской ГЭС. //Сборник трудов «Водные пути и гидротехнические сооружения», вып. 297./ М. В. Шестова Н. Новгород: В ГА ВТ, 2001.

106. Шестова М. В. Специфика деформаций русел рек в нижних бьефах ГЭС.//Сборник трудов «Динамика овражно-балочных форм и русловые процессы»/ М. В. Шестова М.: МГУ, 2002.

107. Шестова М. В. Прогноз русловых деформаций в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС. //Сборник трудов «Экология и безопасность эксплуатации судов и водных путей», вып. 298.' М. В. Шестова, В. П. Куликов Н.Новгород: ВГАВТ, 2001.

108. Шестова М. В. Исследование влияния добычи НСМ на русловой режим и безопасность эксплуатации водного транспорта. //Гезисы докладов 4 Международной молодежной научно-технической конференции./ М. В. Шестова -11. Hobi ород: IIIТУ, 2005.

109. Babinski Z. Procesy korutowe Wislv ponizej zapory wodnej we Wlo-clawku // Doc. Geogr. 1982/№1/2.

110. Babinski Z. Procesy erozyjno-akumulacyjne ponizej stopnia v»odnego «Wloclawek» // Hydrologiczne i geomorfologiczne pioblemy Zbiornika Wloclawek. Przewodnik Wycieczki nr 1,44 Zjazd PIG. Гогип. 1995.

111. Dietrich Kuhl. 14 Years Artificial Grain Feeding in the Rhine downstream the Barrage Iffezheim. 5th international symposium on river sedimentation, april 6-april 10, Karlsruhe 1992.

112. Dietrich Kuhl. Geschiebezugabe unterhaib von Iffezheim. Verof-fentlicht in: «Der Bauingenieur in der Wasser und Sehiffahrtsverwal-tung» Heft 1 / 1993.

113. Fargue O. La forme du Lit des Rivieres a Fond Mobile. -Paris, 1908.

114. Hinze J. O. Turbulence. McGraw Hill. 1959.

115. Knighton D. Fluvial forms and processes. London. 1987.

116. Liepman H. W., Roshko A Elements of Gas Dynamics. John Wiley &. Sons, New York.

117. Nearing M.A., Bradford J.M., Parker S.C. Soil detachment by shallow flow at low slopes. Soil Science Society of America Journal, 1991, Vol.55, No.2.

118. Parker G. On the cause and characteristic scales of meandering and friding in rivers // J. Fluid Mech 1976, v. 76.

119. Rodi W. Experience with two-layer models combining the k-i: model with a one-equation model near the wall. AIAA 91-0216, 1991.

120. Simon A. Adjusnment and recovery of unstable alluvial channels: identification and approaches for engineering management// Earth Surface Processes and Landforms. Vol. 20. 1995.

121. Harlow, F. H. Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flows of fluid with free surface / F.H. Harlow, J. E. Welch, 4 Phys.Fluids, 1982, №8, pp 2182-2187/

122. Yakhot V. and Orszag S. A. Renormalization group analysis of turbulence -1: Basic theory, J. Scientific Computing, 1, 1986, p. 1-51.