автореферат диссертации по инженерной геометрии и компьютерной графике, 05.01.01, диссертация на тему:Прогнозирование геометрии и визуализация изменения береговых склонов на примере Горьковского водохранилища

На правах рукописи

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ИЗМЕНЕНИЯ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ НА ПРИМЕРЕ ГОРЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

05.01.01 - Инженерная геометрия и компьютерная графика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени (__кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2003

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ВОЛЖСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АКАДЕМИИ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Тарасова Светлана Валерьевна

Официальные оппоненты: <

доктор технических наук, профессор Шеховцов Геннадий Анатольевич кандидат технических наук, доцент Князьков Владимир Вячеславович

Ведущая организация

Комитет охраны природы и управления природопользованием Нижегородской

области

Защита диссертации состоится «2» декабря 2003 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.162.04 при - Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан « 27 » октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор -В. И Дергунов

2©оз-А

7S15- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Редко какой-либо вид хозяйственной деятельности общества вызывал столько дискуссий, сколько создание водохранилищ. С одной стороны создание искусственных водоемов принесло ряд положительных моментов. Вместе с тем хорошо известны растущая неудовлетворенность водохранилищами и желание ликвидировать многие из них.

В настоящее время в России создано около 2260 водохранилищ. Это повлекло за собой преобразование ландшафтов бассейнов рек на площади свыше 700 тыс. км2 и затронуло социально-экономическую инфраструктуру территорий общей площадью до 1,5 млн. км2. Факторы, обусловившие столь масштабные изменения, весьма разнообразны, но при заполнении водоемов наиболее серьезное влияние на инфраструктуру их побережий оказывает разрушение берегов.

Изучение рельефообразующих процессов береговых склонов водохранилищ было начато Ф.П. Саваренским в 30-х годах. Он первым назвал явления разрушения берегов искусственных водоемов термином - "переработка". В 50-е годы СЛ. Вендров высказал мысль о том, что в развитии переработки берегов водохранилищ заметную роль играют процессы волновой природы. Наиболее значительные успехи были достигнуты в исследовании инженерно-геологических особенностей береговой зоны, изменении её гидрогеологических условий и влиянии этих факторов на берегоформирующие процессы.

В 70-е годы одной из целей изучения береговых процессов на искусственных водоемах стала разработка методов оценки скорости и возможных масштабов размыва и отступания берегов водохранилищ. Авторы методик и отдельных предложений по прогнозированию опирались на материалы наблюдений за переформированием берегов водохранилищ СССР, существующих непродолжительное время (Е.Г. Качугин, Г.С. Золотарев, В.К. Рудаков, H.A. Ярославцев), или привлекали сведения по озерам и морям, учитывая известное сходство береговых процессов (Б.А. Пышкин, Е.Ф. Васильева, Н.Е.Кондратьев). Некоторые исследователи в основу расчетов положили результаты опытов над-

ä РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С. Петербург

!Т«роУР^ыт J

моделями берегов в лаборатории (И.Я. Филипова, Е.Ф. Васильева, Б.А. Кулыгин, Г.Ф. Красножон).

Но по мере затухания процесса абразии мониторинг и прогнозная деятельность были фактически прекращены. Однако внесение в экосистему речного бассейна крупного водоема оказывает существенное влияние и через много лет после активной фазы. Также сложность береговых процессов, разнообразие условий, в которых они протекают, и изменчивость этих условий не только в пространстве, но и во времени (изменение очертаний береговой линии, рост прибрежной отмели и др.) весьма затрудняют создание методик прогноза береговых переформирований.

Учитывая совокупность социально-экономических и экологических последствий при разрушении берегов, можно говорить об исключительной актуальности задачи о прогнозировании изменения геометрии береговых склонов водохранилищ.

Цель работы состоит в разработке методики расчета и визуализации изменения геометрии берегового рельефа на примере участков Горьковского водохранилища с помощью современных графических программ.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:

1. Провести комплексный анализ природных условий Горьковского водохранилища. Используя данные многолетних натурных исследований, оценить роль и пространственно-временные соотношения гидрологических, гидродинамических и природно-технических факторов, существенно влияющих на характер, направленность и интенсивность процессов, влияющих на переработку \ береговой зоны Горьковского водохранилища.

2. Выявить участки, наиболее характерные и показательные с точки зрения использования для других водохранилищ.

3. Выполнить расчет для прогноза размыва берегов и выявить изменения геометрии характерных участков на примере береговой зоны Горьковского водохранилища.

4. Построить пространственную модель характерных участков береговой зоны.

Методы исследования основываются на аппаратах аналитической геометрии и математического анализа, применении элементов численных методов, использовании инструментов компьютерной графики и прикладных программ для аналитической обработки данных.

Научная новизна работы заключается в:

- создании алгоритма построения прогнозных профилей береговых склонов для характерных участков Горьковского водохранилища, используя пакет стандартных прикладных программ и метод аналогии;

- построении пространственной модели местности способом трансформации картографической проекции в виде примитивов растрового изображения в соответствующие примитивы векторного изображения;

- визуализации изменения геометрии береговой зоны в графическом пакете Catia Solution.

Практическая значимость. Исследование изменения геометрии береговых склонов водохранилища:

- даст возможность правильно подойти к прогнозу развития процессов переработки берегов во времени и пространстве;

- позволит наметить территории, нуждающиеся в защите, и мероприятия по ослаблению и предотвращению рассматриваемых процессов;

- поможет в разработке обоснований для проведения специализированных инженерно-геологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для определения вида берегоукрепительных сооружений.

- даст обоснование для подготовки рабочих, проектов по берегозащитным мероприятиям и их целесообразности;

Диссертационное исследование выполнено в рамках ВИР «Обоснование оптимальной отмелей наполнения Рыбинского водохранилища (НПУ)» (ГР № 204201, Волжская государственная академия водного транспорта).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлялись и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- научно-техническая конференция, посвященная 70-летию ВГАВТ (Нижний Новгород, 2000);

- научно-техническая конференция "Транспорт - 21 век" (Нижний Новгород, 2002);

- учебно-методическая конференция "Качество образования: измерение и управление", (Нижний Новгород, 2002);

- всероссийская методическая конференция "Актуальные вопросы графического образования молодежи", (Рыбинск, 2003);

- международный форум "Великие реки" (Нижний Новгород, 2003).

Публикации. Материалы диссертационного исследования опубликованы в 11

статьях.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, общим объемом: 126 страниц, 56 рисунков, 12 таблиц. Список используемых литературных источников содержит 120 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определяется цель и ставятся задачи исследования, формулируется научая новизна и практическая ценность работы.

В главе 1 описан объект исследования, основные направления в изучении береговых процессов искусственных водоемов, рассматриваются природные условия и факторы, влияющие на развитие процесса переработки береговых склонов водохранилищ.

Главная цель создания водохранилища - регулирование стока. Это выполняется в основном в интересах энергетики, ирригации, водного транспорта, водоснабжения и в целях борьбы с наводнениями.

Создание такого крупного водоема, как водохранилище, существенно изменило окружающую природную обстановку. В резком противоречии с водным режимом нового водоема оказались формы береговых склонов и очертания линии берега,

унаследованные от долины Волги. Это вызвало их быстрое изменение, приспособление к иным условиям.

Накопление знаний о закономерностях развития берегов водохранилищ и механизмах береговых процессов основывается, прежде всего, на проведении натурных исследований.

Разный подход необходим для берегов в зависимости от типа регулирования водохранилища или от того, какой берегоформирующий процесс является ведущим.

Формирование берегов определяется, в первую очередь, действием тех природных условий и факторов, которые непосредственно связаны с водохранилищем. Они активизируют и поддерживают развитие процессов, происходящих в толще пород, слагающих берег, и на земной поверхности.

Влияние водохранилища на береговую зону проявляется в форме механического воздействия режима движения продуктов размыва берегов в водохранилище, ветрового волнения, уровенного и ледово-термического режима, а также гидрогеологического строения (слагающие породы, высота и морфология) береговых склонов искусственного водоема.

Несмотря на разнообразие природных условий и факторов, облик берега и характер его изменения, когда водохранилище находится в стадии стабилизации, определяются активным действием ветрового волнения и гидрогеологического строения береговых склонов искусственного водоема.

Геологическое строение и первоначальная-форма профиля размываемых береговых склонов озерной части водохранилища отражены в восьми типах берегов, получивших названия по населенным пунктам: андроновский, курмышский, чкаловский, сокольский, суходольский, рамешский, нагорновский, юрьевецкий.

Состав размываемых пород оказывает большое влияние на переработку береговых склонов. Повышенной прочностью обладают глины пермского возраста. Слабой сопротивляемостью к размыву обладают тонкие пылеватые пески и супеси аллювиального происхождения. Пологие берега с заслонами не более 2-4° обычно не размываются. С увеличением высоты берега скорость его размыва уменьшается

из-за более быстрого образования отмели. Выпуклые склоны размываются быстрее, чем вогнутые, и скорость размыва возрастает с увеличением их крутизны.

Ветроволновой размыв берегов приводит к необратимым изменениям очертания береговой линии, формы и размера берегов, состава грунтов. Вызывая отступание берега и накопление возле него части размытого материала, процесс ветроволнового размыва обусловливает появление прибрежной отмели.

Относительным показателем ветроволновой активности служит суммарная энергия волнения в кДж за год на погонный метр берега. Эта характеристика широко используется при анализе данных о размыве берегов водохранилищ.

В главе 2 проводится анализ изменения геометрии береговых склонов характерных участков Горьковского водохранилища.

С созданием искусственного водоема нарушается динамическое равновесие и начинается переформирование рельефа его берегов - размыв, обрушение, оползание или аккумуляция отложений.

Для оценки размыва берегов нами используются два дополняющих друг друга показателя - величина отступания бровки берегового обрыва и объем размытой породы на погонный метр линии берега.

Самое сильное разрушение берегов было в первые 2-3 года после подъема воды до нормального подпорного уровня (НГТУ). Позднее волновая абразия развивалась в целом с меньшей скоростью, имея тенденцию к затуханию вследствие роста прибрежных отмелей, хотя в отдельные периоды местами отмечалось усиление берегового размыва.

Большое влияние на интенсивность размыва оказывает состав слагающих пород. Так, например, высокие темпы абразии берега у Нагорного, несмотря на малую величину энергии волн, обязаны слабой сопротивляемости размыву местной породы, представленной тонкими пылеватыми песками и супесью аллювиального происхождения. Напротив, повышенной прочностью обладают глины пермского возраста, слагающие соседний участок берега против деревень Калганово и Курмыш. Поэтому при той же примерно величине энергии волн размыв здесь гораздо слабее.

При разнородном составе пород, обнажающихся в береговом обрыве, имеет также несомненное значение порода, залегающая в основании обрыва, в зоне непосредственного влияния волновых процессов. Это хорошо видно на примере берегов сокольского типа, где глины, слагающие нижнюю часть обрывов, успешно противостоят волнам.

Другое важное обстоятельство, вызывающее различия в скорости и размерах ( переформирования берегов, - большая амплитуда колебаний высот размываемых береговых склонов. Если берега курмышского , чкаловского и юрьевецкого типов имеют высоту 20 м и более, то для сокольского и андроновского характерны J высоты 8 - 15 м, а для береговых обрывов суходольского типа - 2 - 4 м. Как известно, быстрое отступание низких берегов по сравнению с высокими при прочих равных условиях сопровождается построением более широкой отмели, что должно привести к более интенсивному торможению абразионного процесса. При обрушении высоких берегов порода в основном поступает в водоем в более нарушенном состоянии, что облегчает работу волн и течений по дальнейшему перемещению материала. При одинаковой величине отступания высокий берег, естественно, даст больший объем обрушенной породы, чем низкий.

За 6 - 6,5 лет нормальной эксплуатации водохранилища наибольшее обрушение берегов наблюдалось против деревень Юркино и Андроново. Меньший размыв установлен у пос. Сокольского и д. Нагорное. На третьем месте по интенсивности 0 обрушения оказались Чкаловский и Юрьевецкий участки. Остальные участки

испытали еще более слабую деформацию. ( Рассмотрим два участка берега Горьковского водохранилища.

Андроново, так как на него приходится максимальное значение энергии волн 1127000 - 1215200 кДж на погонный метр берега, отступание кромки за 6 лет существования водохранилища равно 28 м, а состав слагающих пород имеет малую степень сопротивляемости к размыву.

Суходол - значение энергии волн 617400 кДж на погонный метр берега, а величина отступания кромки за такой же период составляет 22,5 м.

В графическом пакете AutoCAD на основании натурных съемок, выполненных Дзержинской карстовой станцией (ДКС), строим исходные продольные профили участков Андроново (рис. 1) и Суходол (рис. 2) на 1956, 1963,1971 и 1985 годы.

Высота {¡ерегц, м И 1:100

пески мелко- и среднезернисюе с прослоями бурых супесей

92 90

пески крупнозернистые кососло-исшые с линзами гальки и грабия

120 н М 1:400

нт

\ супеси

АЧ'А'А'А'А/У/У/УVУУ/. Л'УА^А'А'А'АО.У// У'-^/УУ. . УА'<-ЛЛ / ' '. \ /VЛЛ\\Л>.Л АЛ .'А'.' f .ЛЛЛ'

20

40

60

80

ЮО

W

КО

т

200 цН 1:400

Рис.2

В верхней части профиля, как правило, вырисовывается вертикальная стенка. Непосредственно над урезом воды образуется крутой уступ. Нижняя часть берега имеет более пологий уклон и плавно переходит в прибрежную отмель.

С увеличением возраста водохранилища кромка берегового склона отступает от своего первоначального положения, но характер изменения геометрии последующего продольного профиля сходен с предыдущим.

Зная величину' отступания кромки берегового склона S по годам на участке Андроново, можно построить графики зависимости S=/(T), где Т — возраст водохранилища (рис.3). Для достижения этой цели используем программный продукт MS Excel.

Отступание 1S кромки, м 16

14 12 10 а е

4 2

° 0 10 20 30 В<*?раст

водохранилища, лет

Рис.3

Дальнейшая задача состоит в интерполяции функциональной зависимости S=/(T) с помощью программы Table Curve.

Исходные данные для расчета заносятся в таблицу (или экспортируются из файла Excel). Каждая точка описывается парой координат и присваивается весовая категория р зависимости от значимости ее расположения на графике и определяющая степень свободы каждой введенной пары прямоугольных координат. I Далее программа производит интерполяцию и выдает-множество функций,

удовлетворяющих заданным условиям. Из списка предложенных функций ^ выбираем те функции, которые имеют закон изменения, наиболее близкий (аналогичный) к исходному графику и имеющий лучшую сходимость (таблица 1). Точность предлагаемых интерполяционных выражений функций оцениваем по значениям нескольких параметров вероятностного анализа:

- коэффициент корреляции (ранговый коэффициент корреляции) г2;

- стандартное (квадратичное) отклонение <гх.

Отступание кромки берега по годам _фактическое натурное_

1Ь,Ь

/

/

А

/

/п

_Таблица 1

5=/(т; г2 ох

1пу=3.098160184-1.88599655/х°'5-649.426543*ех 1,0000000000 6,4-Ш17

1пу=2.259516798+0.090573666*х05-775.750317*ех 1,0000000000 8,3-Ю'7

у'=0.040025323+0.129.659913/х° 5+85.13657045* е'1 0,9999836491 0,01174

Необходимо получить величину отступания кромки на прогнозный период (2003,2050 года). Для этого вводим дополнительные значения возраста водохранилища, соответственно 47 и 94. Получаем результаты расчета функции для заданных величин X (таблица 2).

_. _Таблица 2

Возраст водохранилищ а, лет Отступание кромки берега, м функция 1, Б=/(Т) функция 2, Б=/(Т) функция 3, 3=/(Т)

0 0 - 0 -

7 6 6,00817 6 6

15 13,6 13,61265 13,6 13,6

29 15,6 15,61043 15,6 15,6

47 - 16,82825 17,82244 16,96693

94 - 18,24032 23,04989 18,72704

На основании полученных расчетов строим графики зависимости В=/(Т) для выбранных трех вариантов функций (рис. 4).

Отступание кромки, м 25

20

15

ю

5

о

Отступание кромки берега по годам аналитическое прогнозное

—О— функция 1 —■Д—функция 3 —Х- функция 2

100

Возраст

водохранилища, лет

Рис.4

Из полученных графиков видно, что график функции 3 имеет крутое нарастание в экстраполируемом диапазоне прогноза.

и

По данным табл.2 можно сделать заключение, что и по ранговому коэффициенту корреляции, и по стандартному отклонению наиболее подходящими являются функция 1 и функция 2.

При прогнозах на большие сроки существования водохранилища необходимо учитывать то, что процесс абразии и отступания кромки берега имеют затухающий характер. Следовательно, предпочтение необходимо отдать наиболее пологому * вменению функции в прогнозном диапазоне - функции 1, имеющей также л.инимальное стандартное отклонение.

Следующим шагом является вычисление объема размытой породы V.

Вычисления объема размытой породы по данным производятся при помощи построенных в AutoCAD исходным продольным профилям (рис. 5). Используя аналитические возможности графического пакета AutoCAD, определяем площадь замкнутой фигуры между профилями. Это соответствует объему размытой породы на один погонный метр берега, за соответствующий период. Получаем последовательность пар значений эмпирической зависимости V=f(T).

- I 0 5 10 15 20 25 30 35

Возраст

^ i водохранилища, лет

Рис. 5

Дальнейшая задача состоит в интерполяции функциональной зависимости V=f(T) с помощью программы Table Curve. Производим действия, аналогичные при определении зависимости S=f(T). Выбираем наиболее подходящие функции и заносим их в таблицу 3.

Таблица 3

V=f(T) ■ г2

In у=5,132073915-1,63579862/х05-596,029157*ех 1,0000000000 1,7-10'16

In у=4,582728899+0,00846843*х-736,626127* ех 1,0000000000 1,5-W"

1пу= 4,406071481+ 0,078408419*х01- 705,385969* е 0,9999836491 1,2-lff11

Применяя методику, использованную при вычислении прогнозного отступания кромки берега 3=/(Т) получаем искомое значение прогнозного объема размыва.

Получаем величину объема размытой породы для возраста водохранилища равного 47 и 94. Результаты расчета функции для заданных величин X показаны в таблице 4.

Таблица 4

Возраст водохранили ща, лет Объем размытой породы, м3 функция 1, V-/(T) функция 2, V=/(T) функция 3, V=f(T)

0 0 - 0 3,7008Е-305

7 53 53 53 53,00000106

15 111 111 111 111,0000002

29 125 125 125 125,0000003

47 - 133,4155 145,5828 140,2760854

, 94 - 143,0729 216,7536 175,2597761

На основании полученных расчетов строим графики для определения объема размытой породы на прогнозный период (рис. 6).

Объем размыва, м3 на 1пог.м 250

200

150

100

50

Объем размыва по годам аналитический прогнозный

____

=чг

—■—Функция 1 —А— Функция 2 —Х- -функция 3

40

Рис. 6

60 80 100

Возраст

водохранилища, лет

Для построения прогнозного профиля принимается зависимость V=/(T) по функции 1.

По принятым выражениям для отступания кромки берега и объему размыва производим вычисления прогнозных значений этих величин на 2050 год для андроновского участка. S=f(T)= 18,24032 м V=/(Т)= 143,0729 м 3

Выполнив аналогичный расчет по суходольскому участку, получаем S=f(T)= 99,7998552 м V=f(T)= 200,4045 м 3

В главе 3 подробно описывается геометрическое моделирование и процесс визуализации переформирования береговых склонов характерных участков Горьковского водохранилища.

Компьютерная графика занимает важное место в программах обучения техников, технологов и конструкторов. Применение методов геометрического моделирования стало неотъемлемой частью современной индустрии. Геометрическое моделирование является одной из основных форм представления технической информации и дает возможность избежать необходимости составления длинного и затруднительного словесного описания. Геометрическое моделирование основано на работе с трехмерной графической информацией, что наиболее удобно для зрительного восприятия. Процесс формирования модели включает проведение геометрических построений. Модель должна быть представлена в наиболее информативном виде.

Для построения береговой линии используем данные топографической карты.

Сканируем топографическую карту и получаем растровое изображение. Для дальнейшей работы переводим растровое изображение в векторное с помощью программного обеспечения Ulead Photo Express.

Производим масштабирование рисунка.

Место положения плоской виртуальной модели местности в пространстве AutoCAD определяется по следующим условиям:

- ось х- направлена вдоль берега - меридианально, в случае Горьковского

водохранилища - касательно к створу рассматриваемого участка;

- ось у - внутрь берега;

- ось z - вертикально вверх;

- начало координат устанавливается условно, отступив от крайних точек

профиля. Это необходимо в целях:

- исключения пересечения профиля с осями координат, чтобы не затруднять процесс интерполяции функции профиля;

- обеспечения достаточного места для построения прогнозного профиля, исключая пересечение осей координат и смены знака функции.

Обводим изолинии с помощью полилиний. Принимаем допущение, что, любая двухмерная кривая может состоять из набора дуг различных радиусов. При построении полилинии из сегментов -• дуг в AutoCAD MD ее сегменты по умолчанию формируются сопряженными. Узловые точки определяем визуально по изменению знака производной. Степень кривизны следующей дуги (радиус) определяем по характеру изолинии. При необходимости изменяем направление следующей дуги.

Степень точности "обведения" горизонталей достаточна по сравнению с погрешностью типографской географической карты имеющегося масштаба.

Накладываем на полученные изолинии ранее построенный продольный профиль и строим каркасы поверхностей для андроновского (рис. 7) и суходольского (рис. 8) участков.

Рис.7

Рис.8

Геометрические построения поверхностей для визуализации процесса переработки берегового склона производятся в CAD/CAM/CAE системе Catia Solution производства Dassault Systèmes.

Передача данных в графический пакет Catia Solution осуществляется с помощью международного межсистемного транслятора IGES (команда igesout) предназначенный для передачи графических примитивов не выше класса "поверхность"

По данным натурных наблюдений строим точки первоначального профиля -способ построения по координатам.

Профиль в пространстве располагаем в соответствии с выше рассмотренными условиями. На основании построенных точек строим кривую типа "сплайн".

Совмещаем исходный профиль и береговую линию. Пересечение кривых производим в точке, соответствующей НПУ Горьковского водохранилища.

На основе полученных кривых строим поверхность, соответствующую поверхности участков берегов, подвергающегося размыву (рис.9,10).

Устанавливаем ассоциативную связь между расчетом по изменению геометрии берега в результате размыва за п лет и наглядной визуализацией. Используем встроенную интеграцию Catia Solution и Microsoft Excel

Ассоциацию накладываем на координаты Y и Z опорных точек построенного профиля. Эти точки дают возможность проводить аналитические расчеты

Рис. 9 Андроновский

Рис. 10 Суходольский

изменения профиля берега. А при обратной ассоциации в Catia Solution происходит изменение финальной поверхности.

На основании расчетов главы 2 имеются данные по отступанию бровки берега и объему размытой породы за прогнозное время.

- Выполняем в MS Excel аналитический расчет прогнозного профиля.

- Даем приращение опорным точкам и производим смещение профиля берега по горизонталям картографической проекции пропорционально удалению от зоны прибрежной отмели к концам профиля. Максимальное смещение происходит на концах профиля, а минимальное в зоне прибрежной отмели, где кривые первоначального и прогнозного профилей пересекаются. Выше этой зоны происходит процесс абразии, ниже - аккумуляции.

- Производим интегрирование с помощью имеющихся уже инструментов аналитического вычисления площадей. Вычисление определенного интеграла производим при помощи инструментов MathCAD или с помощью численных методов - по формуле трапеций в MS Excel.

- Сравниваем площади аккумуляции и абразии. Если они не совпадают, то повторяем итерации со смещением опорных точек.

В результате получаем прогнозный профиль для характерного участка берега, данные которого сохраняем в файл MS Excel, связанный с Catia.

При имеющейся ассоциативной связи построение прогнозного профиля на основе его искомой поверхности происходит автоматически (рисЛ 1,12 ).

Рис. 11 Андроновский

Рис.12 Суходольский

Производим наглядное сравнение полученных поверхностей (рис. 13, 14).

Рис. 13 Андроновский Рис.14 Сухо дольский

Результатом проведенных действий является пространственная модель с наглядным отображением переработки берегового склона.

Порядок построения виртуальной геометрической модели производим согласно разработанному алгоритму (рис. 15).

В главе 4 показано влияние водохранилищ на экологическую систему. Водохранилища - природно-техничесьсие системы, которые заметно, а нередко и значительно воздействуют на окружающую среду, вызывая разнообразные изменения в самом водном объекте, на прилегающих территориях и территориях, удаленных вниз по течению реки. Водохранилища существенно преобразовывают ландшафт многих речных долин. Их создание изменяет природу не только самих водных объектов, но и прилегающих территорий в общей сложности на площади в 1,5 млн. кмг.

При строительстве необходимо рассматривать водохранилище и окружающую среду как единую систему, содержащую многочисленные элементы, которые неразрывно связаны между собой. Любое изменение в гидравлической системе водоема ведет к нарушению экологического равновесия всей системы в целом. Нужно иметь достаточно сведений о физико-биологических и экологических процессах, протекающих в данной экосистеме, для того, чтобы наиболее полно

АЛГОРИТМ

геометрического моделирования прогноза переработки берегового склона

оценить воздействие водного объекта, сформированного человеком, , на окружающую среду. Последствия создания водохранилища могут быть весьма разнообразными. Одни проявляются в полной мере при достижении проектного уровня: затопление приграничных зон и изменение гидрографии региона, подъем уровня грунтовых вод к поверхности земли (и как следствие - подтопление фундаментов зданий и подземных коммуникаций), изменение ледового, гидрохимического, кислородного режимов. Другие проявляются постепенно с затуханием интенсивности процесса во времени: заиление, изменение почвенного и растительного покровов, водной фауны и флоры, переформирование берегов.

Единой точки зрения на проблему улучшения ситуации в бассейнах рек, зарегулированных водохранилищами нет. Но единственным способом улучшения ситуации в бассейнах зарегулированных рек являются практическое осуществление комплекса экономических, технических и организационных мероприятий. Т.е. необходим многодисциплинарный подход, который должен давать оценку технико-экономическим результатам по разработке проекта строительства или реконструкции гидротехнического сооружения и гарантировать правильный, достаточно точный анализ о побочных влияниях данного проекта на экологию. В процессе проектирования необходимо от начальной стадии проверять и фиксировать существующее, а также прошлое состояние водного объекта. На базе этих данных производится сопоставление альтернативных проектов, с учетом технико-экономических показателей.

При строительстве или реконструкции гидротехнических сооружений необходимо использовать основные законы не только гидравлики, но и экологии, чтобы уменьшить, а может быть и исключить нежелательное влияние гидроузла на экосистему.

Г

1

<

I

I

!

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Анализ полученного материала позволяет сделать следующее заключение:

1. Построение прогнозных профилей береговых склонов говорит о том, что при сохранении аналогичного уровенного режима и при отсутствии тектонических причин со временем неизбежно затухание волновой абразии, но не исключена возможность "вспышек" разрушения берегов вследствие возникновения сильных штормов. Следовательно, неизбежный вынос за пределы береговой зоны твердого материала будет в дальнейшем- создавать условия для временной активизации абразии на отдельных участках береговой линии.

2. Выполненный расчет по отступанию кромки берега и объему размываемых пород на настоящий момент и на 2050 год позволит контролировать изменение геометрии берегового склона.

3. Предложенная методика построения прогнозных профилей с учетом ветроволнового режима и гидрогеологических особенностей водохранилища даст возможность для проведения мониторинга на других искусственных водоемах с аналогичными характеристиками.

4. Полученные геометрические модели участков берегового склона на расчетные периоды дадут возможность обоснования проектов по переносу, защите, реконструкции или строительству сооружений в береговой зоне, для планирования различных мероприятий с целью сохранения особо ценных прибрежных территорий и защиты их от разрушений.

5. Построение пространственной модели наглядно отображает непосредственное влияние водохранилища на окружающую среду.

6. Исследования изменения геометрии берегового склона будут способствовать дальнейшей разработке теории развития береговой зоны водохранилищ, повышению точности прогноза переработки берегов, эффективности и удешевлению мероприятий по их защите.

Публикации по теме диссертационной работы:

1 1. Анисимова, H.A. Экологические проблемы гидротехнических сооружений

i

Волжского бассейна / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Материалы НТК ППС Выпуск 283. - Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С 3 - 5.

2. Анисимова, H.A. Совершенствование проведения деловой игры "Техник" / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Совершенствование учащихся и студентов в * области графики, конструирования и стандартизации. Межвузовский научно-

методический сборник - Саратов, 2000. - С 83 - 85. ^ 3. Анисимова, H.A. Совершенствование проведения деловой игры

"Нормоконтроль" / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Совершенствование учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации. Межвузовский научно-методический сборник - Саратов, 2000. - С 85 - 86.

4. Анисимова, H.A. Правила оформления строительных чертежей / Анисимова H.A., Уртминцева С.Н. // Методическое указание по курсу для гидротехников. - Н.Новгород, 2001. - С 59

5. Анисимова, H.A. Влияние строительства ГТС на окружающую среду / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика. Международный межвузовский сборник, выпуск 6 -Н. Новгород, 2001. - С 72 - 74.

6. Анисимова, H.A. Необходимость многодисциплинарного подхода в процессе принятия решения по строительству ГТС / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика. Международный межвузовский сборник, выпуск 6 - Н. Новгород, 2001. - С 122-124.

7. Анисимова, H.A. Динамика переработки береговых склонов Горьковского водохранилища / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Наука и техника на речном транспорте, специальный выпуск. - М., 2003. - С111-113.

8. Анисимова, H.A. Влияние процесса эрозии на формирование геометрии берегового склона / Анисимова H.A., Тарасова C.B. // Международный форум

, "Великие реки - 2003" - Н. Новгород (в печати).

И 7815

2о о?- Д

Подписано к печати 23.10.2003г. Формат 60x84 1/16. Ризография. _Объем 1 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ 546._

Издательско-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО ВГАВТ

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ

БЕРГОВЫХ СКЛОНОВ ВОДОХРАНИЛИЩ

1.1 .Водохранилище — как объект исследования

1.2. Основные направления в изучении береговых процессов водохранилищ

1.3. Природные условия и факторы, определяющие тенденции развития берегов Горьковского водохранилища

1.3.1. Уровенный режим

1.3.2. Ледово-термический режим

1.3.3. Гидрогеологическое строение береговых склонов и ложа озерной части водохранилища

1.3.4. Ветроволновой режим

1.3.5. Режим движения продуктов размыва берегов в водохранилище

Глава 2. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ ХАРАКТЕРНЫХ УЧАСТКОВ

ГОРЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

2.1. Андроновский участок

2.2. Суходольский участок

Глава 3. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПЕРЕФОРМИРОВАНИЯ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ ХАРАКТЕРНЫХ

УЧАСТКОВ ГОРЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

3.1. Андроновский участок

3.1.1. Построение береговой линии характерных участков Горьковского водохранилища

3.1.2. Построение исходного профиля берегового склона

3.1.3. Совмещение первоначального профиля и береговой линии

3.1.4. Построение поверхности участка берега

3.1.5. Установка связи между произведенными расчетами и графической частью

3.1.6. Получение аналитической модели профиля

3.1.7. Получение прогнозного профиля

3.1.8. Построение поверхности участка берега на основе прогнозного профиля

3.1.9. Построение каркасной модели поверхности 65 3.2. Суходольский участок

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩ НА ОКРУЖАЮЩУЮ

СРЕДУ

Актуальность темы. Из всего многообразия преобразующей деятельности человека, как по своим масштабам, так и по значению, особо выделяется изменение речного звена гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений. Наиболее важным является создание водохранилищ. Эти ключевые элементы гидротехнических систем позволяют осуществлять регулирование водных ресурсов.

Редко какой-либо вид хозяйственной деятельности общества вызывал столько дискуссий, сколько создание водохранилищ. С одной стороны, во многих регионах создание искусственных водоемов: позволило решить актуальные проблемы по водообеспечению населения и промышленного хозяйства водой; явилось одним из необходимых условий развития гидроэнергетики, ирригации, водного транспорта; внесло существенный вклад в борьбу с паводками и селями; способствовало водному благоустройству ряда городов, развитию рекреации и т.п.

Вместе с тем хорошо известны растущая неудовлетворенность водохранилищами и желание ликвидировать многие из них. Это объясняется как объективными, так и субъективными причинами. Среди них существенная роль принадлежит волевым решениям из-за отсутствия глубоких проработок и исследований в период проектирования и подготовки водохранилищ; гигантомании, приведшей к созданию водохранилищ-монстров; игнорированию психологических и социальных, экологических, медико-биологических и экономических проблем, связанных с переселением людей из зон воздействия водохранилищ. В последние годы немалую роль сыграли грубые нарушения проектных режимов эксплуатации, осуществляемые для выполнения несвойственных водохранилищам функций в целях покрытия просчетов и недостатков в работе ряда отраслей (недовыработка электроэнергии на тепловых электростанциях в связи с авариями и перебоями в доставке топлива; повышенные сбросы воды в нижние бьефы из-за ряда упущений на водном транспорте, в коммунальном водоснабжении и т.п.).

В настоящее время в России создано около 2260 водохранилищ с л объемом от 0,1 до 1 км и выше, а так же несколько тысяч более мелких искусственных водоемов [1-4]. Это повлекло за собой преобразование ландшафтов бассейнов рек и естественных озер на площади свыше 700 тыс. кв. км и затронуло социально-экономическую инфраструктуру территорий общей площадью до 1,5 млн. кв. км [5-6]. Хотя факторы, обусловившие столь масштабные изменения, весьма разнообразны, но при заполнении водоемов наиболее серьезное влияние на инфраструктуру их побережий оказывает разрушение берегов. Суммарный периметр наиболее крупных водохранилищ нашей страны составляет 64100 км и ущерб только от потери земель ежегодно оценивается в US$ 86000000 [4]. Однако даже эта цифра не учитывает затраты на перенос жилья, промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных объектов, дорог, линий электропередач и т.д. Не учитывает она и ущерб природной среде, наносимый деятельностью береговых процессов. Можно лишь полагать, что совокупная величина подобных затрат превосходит стоимость теряемых земель, как минимум, на порядок.

Решение проблемы управления береговыми процессами для предотвращения нежелательных последствий их деятельности является ключевым моментом гармонизации взаимоотношений природной среды и человека при освоении береговой зоны и побережий водоемов. Пути к решению этой проблемы наметил еще Пер Бруун [7]. В классической работе "История и философия берегозащиты" он заключил, что "Природа не только показывает нам, как происходит разрушение берега, но и демонстрирует, как надо его защищать. Можно уверенно сказать, что нет такого способа защиты, который не был бы изобретен природой раньше, чем был применен человеком. Именно поэтому мы должны изучать природу, . которая более выразительна и имеет больший успех, чем человек". Учитывая совокупность социально-экономических и экологических последствий при разрушении берегов, можно говорить об исключительной актуальности задачи о познании закономерностей формирования рельефа береговой зоны водохранилищ.

Изучение берегов водохранилищ было начато Ф.П. Саваренским в 30-х годах [8-9]. Он, его ученики и последователи сосредоточили свои усилия, прежде всего на исследовании инженерно-геологических особенностей береговой зоны искусственных водоемов, изменении её гидрогеологических условий и обусловленных этими факторами берегоформирующих процессов. Поэтому наиболее значительные успехи были достигнуты именно в этом направлении. Более скромными оказались достижения в решении задач прогнозирования скорости и масштабов отступания берегов водохранилищ. Надежность прогнозов была (и пока остается) невелика, а получаемые результаты зачастую различаются на порядок величины [10]. Причинами этого являются не только сложность и разнообразие физико-географических условий развития берегов искусственных водоемов, но также их недостаточная изученность и ограниченность знаний о механизме протекающих в береговой зоне гидрогенных процессов.

В частности, малоизученными до сих пор остаются особенности среды рельефообразования берегов искусственных водоемов, механизмы процессов прибрежного морфолитогенеза и характер их проявления в рельефе и строении осадков береговой зоны [11-12]. Нехватка знаний об этих явлениях и процессах уже сегодня заметно сдерживает развитие учения о берегах водохранилищ и затрудняет его приложение для решения практических задач.

Цель работы состоит в исследовании изменения геометрии берегового рельефа Горьковского водохранилища и её визуализации с помощью современных графических программ.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:

1. Провести комплексный анализ природных условий Горьковского водохранилища. Используя данные многолетних натурных исследований, оценить роль и пространственно-временные соотношения гидрологических, гидродинамических и природно-технических факторов, существенно влияющих на характер, направленность и интенсивность процессов, влияющих на переработку береговой зоны Горьковского водохранилища.

2. Выполнить расчет для прогноза размыва берегов и выявить изменения геометрии характерных участков береговой зоны Горьковского водохранилища.

3. Построить пространственную модель характерных участков береговой зоны.

Методы исследования основываются на аппаратах аналитической геометрии и математического анализа, на применении элементов численных методов, с использованием инструментов компьютерной графики и прикладных программ для аналитической обработки данных.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создание алгоритма построения прогнозных профилей береговых склонов для характерных участков Горьковского водохранилища, используя пакет стандартных прикладных программ и метод аналогии; построение пространственной модели местности способом трансформации картографической проекции картографической проекции в виде примитивов растрового изображения в соответствующие примитивы векторного изображения; I

- визуализация изменения геометрии береговой зоны в графическом пакете Catia Solution.

Практическая значимость. Исследование изменения геометрии береговых склонов водохранилища: даст возможность правильно подойти к прогнозу развития процессов переработки берегов во времени и пространстве; позволит наметить территории, нуждающиеся в защите, и мероприятия по ослаблению и предотвращению рассматриваемых процессов; поможет в разработке обоснований для проведения специализированных инженерно- геологических и инженерно - гидрометеорологических изысканий для определения вида берегоукрепительных сооружений. даст обоснование для подготовки рабочих проектов по берегозащитным мероприятиям и их целесообразности;

На защиту выносятся:

1. Построение прогнозных профилей в графическом пакете AutoCAD, используя данные многолетних натурных исследований

2. Результаты исследования изменения геометрии характерных участков береговой зоны Горьковского водохранилища.

3. Визуализация процесса переформирования берегов с использованием современных графических редакторов.

Диссертационное исследование выполнено в рамках НИР «Обоснование оптимальной отметки наполнения Рыбинского водохранилища (НПУ)» (ГР № 204201, Волжская государственная академия водного транспорта).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлялись и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- научно-техническая конференция, посвященная 70-ю ВГАВТ (Нижний Новгород, 2000);

- научно-техническая конференция "Транспорт — 21 век" (Нижний Новгород, 2002);

- учебно-методическая конференция "Возможности повышения качества образования студентов ВУЗов", (Нижний Новгород, 2002);

- всероссийская методическая конференция "Актуальные вопросы графического образования молодежи", (Рыбинск, 2003);

- международный форум "Великие реки" (Нижний Новгород, 2003).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В настоящей работе дано последовательное и широкое описание динамики береговой зоны Горьковского водохранилища. При этом, основной задачей являлось выявление наиболее значимых факторов, влияющих на геометрию переформирования береговой зоны Горьковского водохранилища, чтобы полученные результаты могли быть использованы при решении актуальных прикладных задач. Поставленная задача решалась на основе большого фактического материала, собранного из фондовых и литературных источников.

В результате исследования изменения геометрии береговых склонов из-за активизации процесса абразии и неизбежного выноса твердого материала за пределы береговой зоны получены следующие результаты:

1. Выполненный расчет по отступанию кромки берега и объему размываемых пород на настоящий момент и на 2050 год позволяет контролировать изменение геометрии береговых склонов.

2. Предложенная методика построения прогнозных профилей с учетом ветроволнового режима и гидрогеологических особенностей водохранилища даст возможность для проведения мониторинга на других искусственных водоемах с аналогичными характеристиками.

3. Полученные геометрические модели участков береговых склонов на расчетные периоды дают возможность обоснования проектов по переносу, защите, реконструкции и строительству сооружений в береговой зоне, для планирования различных мероприятий с целью сохранения особо ценных прибрежных территорий и защиты их от разрушений.

4. Разработанная методика позволяет определить эффективные сроки строительства берегоукрепительных сооружений, открывает новые возможности стратегического планирования эксплуатационного состояния прибрежной зоны водохранилища.

5. Построение пространственной модели наглядно отображает непосредственное влияние водохранилища на окружающую среду.

6. Исследование изменения геометрии береговых склонов способствует дальнейшей разработке теории развития береговой зоны водохранилищ, а значит, и повышению точности прогноза изменения геометрии берегов, эффективности и удешевлению мероприятий по их защите.

Разрушение береговых склонов водохранилищ является одним из самых опасных природных явлений, что придает исключительную актуальность разработке методики по прогнозированию переработки берегов. Совокупность полученных данных о строении рельефа береговой зоны Горьковского водохранилища, о процессах и явлениях, протекающих в ее пределах, создает все условия для дальнейшего совершенствования методов прогноза по переработке берегов искусственных водоемов.

1. Авакян А.Б. Водохранилища гидроэлектростанций СССР / А.Б. Авакян, В.А. Шарапов. - М.: Энергия, 1977. — 399 с.

2. Авакян А.Б. Водохранилища мира / А.Б. Авакян, В.П. Салтанкин, В.А. Шарапов и др. М.: Наука, 1979. - 287 с.

3. Авакян А.Б. Водохранилища: Природа мира / А.Б. Авакян, В.П. Салтанкин, В.А. Шарапов. — М.: Мысль, 1987. — 323 с.

4. Бурова В.Н. Закономерности формирования и оценка опасности переработки берегов водохранилищ: Дис.канд. геолого-минералогических наук / Бурова Вероника Николаевна. — М.: ВСЕГИНГЕО, 1998. 110 с.

5. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / Отв. ред. Г.В. Воропаев, А.Б. Авакян. — М.: Наука, 1986. — 367 с.

6. Avakian А.В. Ecologial problems of river system regulated by reservoirs/ZRestoration of degraded rivers: Challenges, Issues and Experiences. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998. P. 85-98.

7. Bruun P. The history and philosophy of coastal protection // Proc. 13th Int'l Conf. on Coastal Engineering. New York: ASCE, 1972. - Vol. 1. -P. 33-74.

8. Саваренский Ф.П. К вопросу о переработке береговых склонов реки при ее подпоре / Саваренский Ф.П. // Гидрогеология и инженерная геология. M.-JL: Госгеолоиздат, 1935. — С. 82-91.

9. Влияние Куйбышевского строительства на направление геологических процессов в районе водохранилища / Ф.П. Саваренский // Вестник АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1940. - № 8-9. - С. 21-28.

10. Жиндарев JI.A. Динамика песчаных берегов морей и внутренних водоемов / JI.A. Жиндарев, А.Ш. Хабидов, А.К. Тризно. -Новосибирск: Наука, 1998. 247 с.

11. Хабидов А.Ш. Динамические обстановки рельефообразования и осадконакопления береговой зоны крупных равнинных водохранилищ / А.Ш. Хабидов, JI.A. Жиндарев, А.К. Тризно. Новосибирск: Наука, 1999.-191 с.

12. Поляков Б.В. Гидрологические расчеты при проектировании сооружений на реках малых бассейнов / Б.В. Поляков. — M.-JL: Госэнергоиздат, 1938. — 142 с.

13. Ширямов В.В. К методике изучения переработки береговых склонов водохранилища / В.В. Ширямов // Тр. Ин-та геол. наук АН СССР. Сер. инж. геол. 1940. - Вып. 43, № 5. - С. 52-64.

14. Вендров C.JI. Об изменениях рельефа прибрежной зоны Цимлянского водохранилища/ C.JI. Вендров // Морской и речной флот. 1953. - № 5. - С. 28-34.

15. Вендров C.JI. О динамике береговой зоны Цимлянского водохранилища / C.JI. Вендров // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1955. — С. 16-19.

16. Вендров С.JI. Изменение рельефа берегов и дна Цимлянского водохранилища в 1952-1956 г.г. / C.JI. Вендров // Изв. АН СССР. Сер. геогр.- 1957.-№3.-С. 34-43.

17. Вендров C.JI. О русловых процессах на больших водохранилищах (по материалам наблюдений на Цимлянском водохранилище в 19521956 г.г.): Русловые процессы / C.JI. Вендров. М.: Изд-во АН СССР, 1958.-С. 21-28.

18. Вендров C.JI. О масштабах преобразования природы крупными водохранилищами / C.JI. Вендров // Изв. Всес. геогр. об-ва. 1959. — Т. 91.- Вып. 4.-С. 341-348.

19. Качугин Е.Г. Инженерно-геологические исследования и прогнозы переработки берегов водохранилищ: Рекомендации по изучению переработки берегов водохранилищ / Е.Г. Качугин. — М.: Госгеолтехиздат, 1959. — С. 3-89.

20. Вендров C.JI. Эволюция берегов и дна водохранилищ: Инженерно-географические проблемы проектирования и эксплуатации крупных равнинных водохранилищ / C.JI. Вендров, Н.И. Маккавеев, Г.Л. Мельникова, В.М. Широков. М.: Наука, 1972. - С. 7-49.

21. Вендров С.Л. Проблемы преобразования речных систем СССР / С.Л. Вендров. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 207 с.

22. Буторин Н.В. Гидрологические процессы и динимика водных масс в водохранилищах Волжского каскада / Н.В. Буторин. — JL: Наука, 1969. -323 с.

23. Матарзин Ю.М., Богословский Б.Б., Мацкевич И.К. Специфика водохранилищ и их морфометрия / Ю.М. Матарзин, Б.Б. Богословский, И.К. Мацкевич. Пермь: Перм. гос. ун-т, 1977. — 66 с.

24. Матарзин Ю.М., Гидрологические процессы в водохранилищах /

25. Ю.М. Матарзин, Б.Б. Богословский, И.К. Мацкевич. Пермь: Перм.гос. ун-т, 1977. 88 с.

26. Матарзин Ю.М., Районирование Камского водохранилища по условиям волнообразования / Ю.М. Матарзин, С.А. Двинских // Гидрология и метеорология. — Пермь: Перм. гос. ун-т, 1975. — Вып. 7. -С. 67-75.

27. Матарзин Ю.М., Гидролого-морфологическое районирование равнинных водохранилищ долинного типа / Ю.М. Матарзин, Ю.И. Новосельский // Вод. ресурсы. 1983. - № 3. — С. 84-93.

28. Богословский Б.Б. Основы гидрологии суши / Б.Б. Богословский. — Минск: Изд-во Бел. гос. ун-та, 1974. — 214 с.

29. Браславский А.П. Расчет ветровых волн / А.П. Браславский // Тр. ГТИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1952. Вып. 35 (89). - С. 94-158.

30. Григорьев С.В. О некоторых определениях и показателях в озероведении / С.В. Григорьев // Тр. Карельского ф-ла АН СССР. — Петрозаводск, 1959. Т. 18. - С. 21-27.

31. Дубровин Л.И. Новые данные к гидрометеорологической характеристике Камского водохранилища / Л.И. Дубровин // Докл. IV Всеуральского совещ. по физико и экономико-географическому районированию. — Пермь: Перм. гос. ун-т, 1958. — Вып. 1. — С. 1-5.

32. Дубровин JI.И. Камское водохранилище / Л.И. Дубровин, Ю.М. Матарзин, И.А. Печеркин. — Пермь: Пермское книжн. Изд-во, 1959. — 159 с.

33. Караушев А.В. Неустановившиеся и стационарные ветровые течения и нагоны в водоемах /А.В. Караушев // Тр. 11 И. Л.: Гидрометеоиздат,1952. Вып. 35 (89). - С. 38-62.

34. Караушев А.В. Речная гидравлика / А.В. Караушев. — Л.: Гидрометеоиздат, 1969. —416 с.

35. Кондратьев Н.Е. Расчет ветрового волнения и переформирования берегов водохранилищ / Н.Е. Кондратьев. — Л.: Гидрометеоиздат,1953.- 123 с.

36. Кондратьев Н.Е. Прогноз переформирования берегов водохранилищ под действием ветровой волны / Н.Е. Кондратьев // Тр. ГТИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. — Вып. 56. — С. 5-26.

37. Кондратьев Н.Е. Расчеты береговых переформирований на водохранилищах / Н.Е. Кондратьев. — Л.: Гидрометеоиздат, 1960. — 123 с.

38. Селюк Е.М. Исследования, расчеты и прогнозы ветрового волнения на водохранилищах / Е.М. Селюк. — Л.: ГИМИЗ, 1961. — 220 с.

39. Судольский А.С. Ветровые течения на некоторых водоемах ограниченных размеров / А.С. Судольский // Тр. 11 И. — Л.: Гидрометеоиздат, 1969.-Вып. 169.-С. 123-159.

40. Филатова Т.Н. Исследование течений в озерах и водохранилищах / Т.Н. Филатова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1972. — 319 с.

41. Фортунатов М.А. О прочности и водообмене водохранилищ / М.А. Фортунатов // Тр. Ин-та биол. внутр. вод АН СССР. Л.: Наука, 1974. -Вып. 26 (29).-С. 111-116.

42. Чигиринский П.Ф. Исследование гидрометеорологических условий образования волн и течений в Куйбышевском водохранилище / П.Ф. Чигиринский // Сб. работ Комсомольского ГМО. — JL: Гидрометеоиздат, 1971. Вып. 9.— с. 121-155.

43. Варазашвили Н.Г. Основные закономерности формирования береговгорных водохранилищ: Дис. докт. техн. наук / Варазашвили

44. Николай Георгиевич. — Тбилиси, 1972. — 189 с.

45. Емельянова Е.П. Основные закономерности оползневых процессов /

46. Е.П. Емельянова. М.: Недра, 1972. - 310 с.

47. Золотарев Г.С. Инженерно-геологическое изучение береговых склонов водохранилищ и оценка их переработки / Г.С. Золотарев. // Тр. Лаб. гидрогеол. проблем им. Ф.П. Саваренского. — М.: Изд-во АН СССР, 1955.-Т. 12.-С. 45-70.

48. Золотарев Г.С. Основные закономерности развития обвалов и оползней в горно-складчатых областях, методы их изучения и прогноза / Г.С. Золотарев // Вестник МГУ. Сер. геол. — 1969. № 3. — С. 78-86.

49. Золотарев Г.С. Современные задачи инженерно-геологического изучения процессов и кор выветривания: Вопросы инженерно-геологического изучения процессов выветривания / Г.С. Золотарев. — М.: МГУ, 1971.-С. 4-25.

50. Караулова З.М. Роль реологических свойств глинистых грунтов в развитии деформации береговых склонов и откосов: Дис. . канд. геол.-минер. наук / Караулова Зоя Марковна. М.: МГУ, 1969. — 115 с.

51. Качугин Е.Г. Геологическое изучение динамики берегов водохранилищ. — М.: Наука, 1975. 147 с.

52. Кусковский B.C. Закономерности изменения геологической среды в береговой зоне глубоководных водохранилищ Алтае-Саянской области: Дис. . докт. геол.-минер. наук. — Новосибирс: ОИГТМ СО РАН, 1996.-56 с.

53. Минервина Е.Е. Переформирование берегов горных водохранилищ / Е.Е. Минервина, Г.Р. Хоситашвили. — М.: Недра, 1974. 89 с.

54. Печеркин И.А. Геодинамика побережий Камских водохранилищ / И.А. Печеркин. — Пермь: Изд-во Пермского гос. ун-та, 1969. — 85 с.

55. Печеркин И.А. Теоретические основы прогнозирования экзогенных геологических процессов на берегах водохранилищ / И.А. Печеркин, А.И. Печеркин, В.И. Каченов. Пермь: Изд-во Пермского гос. ун-та, 1980.-85 с.

56. Рагозин АЛ. Закономерности формирования склонов реки Днестр и вопросы методики прогноза их переработки при создании водохранилищ с нестационарным уровневым режимом: Дис. . канд. геол.-минерал. наук / Рагозин Алексей Львович. — М.: МГУ, 1981. 124 с.

57. Розовский Л.Б. Введение в теорию геологического подобия и моделирования / Л.Б. Розовский. — М.: Недра, 1969. — 126 с.

58. Соколов Д.С. Влияние водохранилищ на развитие карста в береговой полосе: Опыт и методика изучения гидрогеологических и инженерногеологических условий крупных водохранилищ / Д.С. Соколов // — М.: МГУ, 1961. Вып. 2-3. - С. 27-43.

59. Финаров Д.П. Динамика берегов и котловин водохранилищ гидроэлектростанций СССР / Д.П. Финаров. Л.: Энергия, 1974. — 244 с.

60. Вендров С.Л. Экзогенные процессы на крупных водохранилищах: Современные экзогенные процессы рельефообразования / С.Л.

61. Вендров. -М.: Наука, 1970. С. 103-111.

62. Розовский Л.Б., Воскобойников В.М. Рельефообразующее значение процессов абразии и аккумуляции на берегах водохранилищ и лиманов / Л.Б. Розовский, В.М. Воскобойников. Мат-лы VII пленума Геоморфологической комиссии АН СССР. - М., 1970. - С. 112-120.

63. Финаров Д.П. Геоморфологический анализ и прогнозирование переформирования береговой зоны и дна водохранилищ / Д.П. Финаров. Л.: Наука, 1982. - 227 с.

64. Хабидов А.Ш. Сравнительный анализ морфологии и динамики береговой зоны внутренних морей и водохранилищ: Дис. . канд. геогр. наук / Хабидов Александр Шамильевич. — М.: МГУ, 1985. — 121 с.

65. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: Водохранилища Верхней Волги. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975. — 291 с.

66. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: Каскад Днепровских водохранилищ. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976. — 348 с.

67. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: Куйбышевское и Саратовское водохранилища. — Л.: Гидрометеоиздат, 1978.-269 с.

68. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: Новосибирское водохранилище и озера Средней Оби. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979.- 155 с.

69. Зубенко Ф.С. Методика изучения берегов водохранилищ и процессов их переработки по аэроснимкам: Изучение физико-геологических процессов на побережьях и берегах водохранилищ по аэроснимкам / Ф.С. Зубенко. Л.: Наука, 1967. - С. 161-205.

70. Формирование берегов Новосибирского водохранилища / Отв. Ред. С.Г. Бейром, В.М. Широков. — Новосибирск: Наука, 1969. — 195 с.л

71. Кадастр водохранилищ СССР (водохранилища объемом 50 млн. м и более). Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1971. - 570 с.

72. Иконников Л.Б. Формирование берегов водохранилища / Л.Б. Иконников. -М.: Наука, 1972. -95 с.

73. Широков В.М. Формирование берегов и ложа крупных водохранилищ Сибири / А.В. Пинегин. — Новосибирск: Наука, 1974. — 172 с.

74. Пинегин А.В. Динамика берегов озера Байкал при новом уровенном режиме / А.В. Пинегин, А.А. Рогозин, Ф.Н. Лещиков, Л.Я. Кулиш, А.А. Якимов. Новосибирск: Наука, 1976. — 88 с.

75. Формирование берегов Ангаро-Енисейских водохранилищ / Отв. Ред. Г.С. Золотарев, B.C. Кусковский. — Новосибирск: Наука, 1988. — 112 с.

76. Морская геоморфология. Терминологический справочник. Береговая зона: процессы, понятия, определения / Отв. Ред. В.П. Зенкович, Б.А. Попов. М.: Мысль, 1980. - 280 с.

77. Судольский А.С. Вдольбереговые перемещения наносов на формирующихся отмелях водохранилища / Судольский А.С. Тр. Гос. гидрол. Ин-та, 1962. - Вып. 98. - С. 101-118.

78. Пышкин Б.А. Исследование вдольберегового движения наносов на морях и водохранилищах / JI.H. Каскевич, B.JI. Максимчук, Е.С. Цайтц. — Киев: Наукова Думка, 1967. 142 с.

79. Каскевич JI.H. Исследование влияния вдольберегового перемещениянаносов на формирование отмелей: Дис. . канд. геогр. наук /

80. Каскевич Лев Николаевич. — М.: Ин-т географии АН СССР, 1970. — 224 с.

81. Рыбка В.Г. Волновые движения воды в прибрежной зоне и заносимость заливов Новосибирского водохранилища: Дис. . канд. геогр. наук / Рыбка Вера Григорьевна. — Пермь: Пермский гос. ун-т, 1971.-167 с.

82. Пышкин Б.А. Динамика берегов водохранилищ / Б.А. Пышкин. — Киев: Наукова Думка, 1973. —413 с.

83. Матарзин Ю.М., Двинских С.А. О трансформации ветровых волн на мелководьях водохранилищ: Гидрология и метеорология / Ю.М. Матарзин, С.А. Двинских. Пермь: Изд-во Перм. гос. ун-та, 1978. — Вып.8 — С. 48-55.

84. Зиминова Н.А. Накопление донных отложений в Рыбинском водохранилище / Н.А. Зиминова, В.П. Кудрин // Тр. Ин-та биологии внутр. вод АН СССР, 1968. Вып. 18. - С. 43-59

85. Клюева В.А. Закономерности распределения и гранулометрический состав донных фунтов Цимлянского водохранилища / В.А. Клюева // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 1970. - №2. - С.51-62.

86. Овчинников Г.И. Прибрежные насосы и донные отложения Братского водохранилища / Г.И. Овчинников, Г.А. Карнаухова. — Новосибирск: Наука, 1985. — 68 с.

87. Гречищев Е.К. Метод расчета ширины зоны размыва берегов на примере Братского водохранилища / Е.К. Гречищев. — Иркутск-6: Инт земной коры АН СССР, 1961. 127 с.

88. Качугин Е.Г. Рекомендации по изучению переработки берегов водохранилищ / Е.Г. Качугин. — М.: Изд-во геологии и охраны недр, 1959.-С. 3-89.

89. Лисогор С.Н. Краткосрочный прогноз переработки берегов водохранилищ с учетом пространственной задачи: Гидромеханика / С.Н. Лисогор. Киев: Наукова Думка, 1970. - Вып. 16. - С.70-74.

90. Методические рекомендации по прогнозированию переформирования берегов водохрабнилищ. — Л.: ВНИИГ, 1975. — 64 с.

91. Халматов З.К. Инженерно-геологические явления на берегах Ташкентского водохранилища, методы их изучения и прогнозирования: Гидрогеология и инженерная геология аридной зоны СССР / З.К. Халматов. Ташкент: Фан, 1969. - Вып. 17. - С. 112 -121.

92. Рухин Л.Б. Основы литологии / Л.Б. Рухин. — Л.: Недра, 1969. — 703 с.

93. Automated coastal engineering software. — WWW: hlnet. wes. army, mil / software/aces.

94. Reineck H.E. Depositional sedimentary environments with reference toterrigenous clastics / H.E. Reineck, I.B. Singh — Berlin-Heidelberg — New-York: Springer-Verlag, 1973. 428 p.

95. Щукин И.С. Общая геоморфология / И.С. Щукин. М.: Изд-во МГУ, 1960.-Т.1.-615 с.

96. Леонтьев O.K. Общая геоморфология / O.K. Леонтьев, Г.И. Рычагов. -М.: Высшая школа, 1988.-С. 121-189.

97. Gregory К. J. River channel changes. — New York: John Wiley & Sons, 1977.-450 p.

98. Gregory K.J., Walling D.E. Drainage basin form and process. — New York: John Wiley & Sons, 1973. 456 p.

99. Leopold L.B., Wolman M.G., Miller J.P. Fluvial processes in geomorphology. — San Francisko: W.H. Freeman and Company, 1964. — 522 p.

100. Richards K.S. Rivers. — London, Methuen and Company, 1982. — 358 p.

101. Schumm S.A. The fluvial system. — New York: John Wiley & Sons. — 33 8 P.

102. Easterbrook D.J. Surface processes and landforms. — New York: MacMillan Publishing Company, 1993.-p. 137-184.

103. Оберемко Ф.А., Подлипский Ю.Н. Гидрология и гидрохимия Новосибирского водохранилища и его охрана // Проблемы использования и охраны водных ресурсов Сибири. — Новосибирск: Наука, 1980.-с. 88-98.

104. Рекомендации по оценке и прогнозу размыва берегов равнинных рек и водохранилищ для строительства // ПНИИИС Госстроя СССР. — М., 1987.-72 с.

105. Обобщение результатов наблюдений за переформированием левого берега Горьковского водохранилища на участке от гидроузла до д. Большой Суходол // ПНИИИС Госстроя СССР. Дзержинск, 1991.-61 с.

106. Анисимова, Н.А. Экологические проблемы гидротехнических сооружений Волжского бассейна / Анисимова Н.А., Тарасова С.В. // Материалы НТК ППС Выпуск 283. Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С. 3 -5.

107. Анисимова, Н.А. Правила оформления строительных чертежей / Анисимова Н.А., Уртминцева С.Н. // Методическое указание по курсу для гидротехников. Н.Новгород, 2001. — С 59

108. Анисимова, Н. А. Влияние строительства ГТС на окружающую среду / Анисимова Н.А., Тарасова С.В. // Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика. Международный межвузовский сборник, выпуск 6 Н. Новгород, 2001. — С 72 — 74.

109. Анисимова, Н.А. Динамика переработки береговых склонов Горьковского водохранилища / Анисимова Н.А., Тарасова С.В. // Наука и техника на речном транспорте, специальный выпуск . — М., 2003. —С 111 — 113.

110. Анисимова, Н.А. Влияние процесса эрозии на формирование геометрии берегового склона / Анисимова Н.А., Тарасова С.В. // Международный форум "Великие реки — 2003" Н. Новгород (в печати).

111. Хабидов А.Ш. Сравнительный анализ морфологии и динамики береговой зоны внутренних морей и водохранилищ: Дис. . доктора геогр. наук / Хабидов Александр Шамильевич — Барнаул, 2000. — 236 с.

112. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов): СН и П 2.06.04 -82. М., 1986. - 42 с.

113. Обридко С.В. Изменение экологического состояния Ивановского, Угличского и Горьковского водохранилищ по многолетним данным гидробиологического мониторинга: Дис. . канд. биолог, наук / Обридко Сергей Владимирович. М., 1999. — 157 с.

114. Ивашинцев Д.А. Оптимизация технических решений в гидротехническом строительстве с учетом экологической и социальной безопасности: Дис. . доктора техн. наук / Ивашинцев

115. Дмитрий Алексеевич. — С.-Пб.,1997. — 251 с.

116. Д. Райан Инженерная графика в САПР .: Пер. с англ. М., Мир, 1989.- 391 с.

117. AutoCAD 2000. Библия пользователя.: Пер. с англ. — М.: Издатальский дом "Вильяме", 2001. — 1040 с.

118. Математический энциклопедический словарь /Гл. ред. Ю.В. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — 847 с.

119. Рис. 1 Горьковское водохранилище