автореферат диссертации по транспорту, 05.22.17, диссертация на тему:Стабилизация судоходной трассы и обеспечение юезопасности сужоходства в комплексе с защитой от размыва вогнутых берегов на меандрирующих реках

Г у Г-: »• г 'Г.

Новосибирская государственная академий водного транспорта

На правах рукописи КРУГЛЕНКО ЮРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

СТАБИЛИЗАЦИЯ СУДОХОДНОЙ ТРАССЫ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ СУДОХОДСТВА В КОМПЛЕКСЕ С ЗАЩИТОЙ ОТ РАЗМЫВА ВОГНУТЫХ БЕРЕГОВ НА МЕАНДРИРУЮ1ЦИХ РЕКАХ

Специальность 05.22.17 - «Водные пути сообщения и гидрография»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК 1998

Работа выполнена в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель - заслуженный деятель науки

РФ, доктор техн. наук, профессор Дегтярев В.В. Официальные оппоненты: доктор техн. наук, про-

Ведущее предприятие - Обское государственное бассейновое управление водных путей и судоходства.

Д.116.05.01 при Новосибирской государственной академии водного транспорта по адресу: 630099, Новосибирск, 99, ул. Щетинкина, 33, НГАВТ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГАВТ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета. /

Автореферат разослан « ^ » /сс^е^г^_ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

фессор Рощупкин Д.В., кандидат технических наук, доцент Бнк Ю.И.

профессор, канд.техн.наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Актуальность решения широкого спектра задач в области обеспечения устойчивого функционирования внутренних водных путей подтверждается тем, что выполненные в настоящей работе исследования могут рассматриваться в качестве составной части работ по выполнению Федеральной целевой программы «Внутренние водные пути России» на 1996-2000 гг., утвержденной Постановлением Правительства РФ от 15.04.96 г.

Береговые укрепления, как известно, являются од-ннм из важнейших мероприятий по обеспечению стабильности судоходных трасс и обеспечению безопасности движения флота на внутренних водных путях. Широко используются они и в других видах гидротехнического строительства. Поэтому проблема проектирования, строительства бере-гоукреплений во все времена привлекала внимание ученых и инженеров. Однако, несмотря на многочисленные серьезные исследования научных учреждений и многолетний практический опыт строительства и эксплуатации берего-укреплений на внутренних водных путях, как нашей страны, так и за рубежом, нередки случаи неудачных работ, разрушения и аварий берегоукрепленнй, что свидетельствует о целесообразности и необходимости дальнейшего усовершенствования проектирования, строительства и эксплуатации сооружений и средств защиты берегов от разрушения.

Накопленный за последние десятилетия большой производственный опыт и выполненные представителями различных научных школ исследования по проектированию, строительству и эксплуатации берегоукрепленнй позволили на базе этого опыта и разрозненных результатов научных проработок обосновать программу и провести новые теоретические и экспериментальные исследования, и

предложить новую, более совершенную методику проектирования берегозащитных шпор, как наиболее надежного и экономичного крепления берегов для обеспечения стабильности судоходных трасс и безопасности судоходства на реках с меандрнрующнм руслом, широко распространенных в Сибири.

Цель диссертационной работы. Поиск наиболее эффективного и экономичного пути стабилизации судоходных трасс и обеспечение безопасности судоходства на участках изгиба русла меандрирующих рек с разработкой рекомендаций для расчетного обоснования плановой компоновки и конструкции берегоукрепительных сооружений.

Основные задачи исследований. Основные задачи исследований определены необходимостью расчетного обоснования методов поддержания глубин и обеспечения безопасности судоходства путем стабилизации судоходных трасс при условии отказа от постоянного извлечения грунта земснарядами, что обусловлено систематическим дефицитом средств на дноуглубительные работы в сложившихся к настоящему времени экономических условиях.

Основное внимание в диссертационной работе уделено вопросам проектирования, возведения и эксплуатации систем берегозащитных шпор у вогнутых берегов меандрирующих рек с оценкой их эффективности, экономичности и надежности.

На защиту выносятся:

• Обоснование выбора путевых мероприятий для стабилизации судоходной трассы и обеспечения безопасности судоходства на изгибе меандрирующей реки в комплексе с берегоукреплением на основе сопоставления различных вариантов.

• Методы расчета радиуса кривизны вогнутой границы судоходной трассы, расстояний между шпорами; расчет распределения скоростей течения и концентрации

взвешенных наносов в меандрирующем русле после возведения системы берегозащитных шпор; прогноз глубины воронки размыва русла у головы шпоры.

• Рекомендации по технологии возведения шпор с учетом экологических требований.

Научная новизна результатов подтверждается тем, что впервые даны теоретически аргументированные методы расчета распределения скоростей течения и концентрации взвешенных наносов на изгибе меандрирующего русла после возведения системы берегозащитных шпор, что позволило разработать методику аналитического прогноза глубины воронки размыва у голов сооружений для обоснованного выбора средств защиты по признакам долговечности, надежности, а также минимуму приведенных капитальных и эксплуатационных затрат.

Практическая значимость и реализация рекомендаций работы. Диссертация имеет прикладную производственную направленность. Все выводы работы построены на обобщении производственного опыта берегоукрепления на реках Сибири, что обеспечивает достоверность и надежность результатов, поскольку натурные исследования - единственный возможный путь получения исходных данных для теоретических решений, т.к. при современном дефиците ассигнований на науку проведение широкомасштабных лабораторных экспериментов проблематично.

Апробация работы. На основе диссертационных исследований разработан проект стабилизации судоходной трассы и защиты берега от размыва у пос.Комсомольский на р.Чулым. Проект принят к реализации администрацией Бе-ляевского района Томской области. Начатые работы временно приостановлены в 1998 г. и перенесены на следующую навигацию из-за снятия отпущенных средств (секвестра) для предотвращения аварийного чрезвычайного положения в поселке.

Предложения по охране окружающей природной среди при возведении и эксплуатации берегозащитных шпор вошли в раздел выправления рек проекта Федеральных «Природоохранных правил производства путевых работ на внутренних водных путях».

Публикации. Основное содержание диссертации раскрыто в 3 публикациях, помещенных в научные труды НГАВТ и Сибирский научный вестник секции «Ноосферные знания и технологии» Российской академии естественных наук, отчете по научно-исследовательской теме, выполненной в НГАВТ и проекте аварийно-спасательных работ у пос.Комсомольский на р.Чулым. Перечень публикаций помещен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация (в одном томе) содержит 232 страницы машинописного текста, в том числе: 2 приложения объемом 35 страниц, 62 рисунка, 9 таблиц, список литературы, включающий 43 наименования, из них 14 на английском языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи, приведены общие сведения об объектах исследований.

В первой главе выполнено обобщение результатов научных исследований и накопленного опыта производства берегоукрепительных работ, первые упоминания о которых в Русских летописях относятся к середине ХГ1 века.

В советский период истории нашей страны осуществлены широкомасштабные берегоукрепительные работы на реках и водохранилищах, входивших в комплекс гидроэнергетического и транспортного строительства при создании каналов: Беломоро-Балтнйского, им.Москвы, ВолгоДонского, Днепро-Бугского, Волго-Баттийского водного пу-

ти, каскадов ГЭС на Волге, Днепре, Енисее, Иртыше, Оби и др. реках, постройке современных портов на Волге и многих сибирских реках в городах Омске, Новосибирске, Нижневартовске, Сургуте, Тюмени, Томске, Красноярске, Якутске, Осетрово.

Оригинальные и экономичные методы предотвращения размыва берегов рек и водохранилищ были предложены и осуществлены в 50-60 гг. Построены многочисленные системы берегозащитных шпор на ряде перекатов рек Туры и Тобола; применены защитные шпоры в комплексах незатопляемых регуляционных дамб в Омске, Якутске, Семипалатинске.

В годы так называемой перестройки берегоукрепительные, как н другие виды путевых работ, практически прекратились почти во всех бассейнах. Тяжелые последствия этой ситуации отразились на современном состоянии внутренних водных путей России.

Деградация состояния внутренних водных путей России сказывается не только на транспортном процессе, удорожая перевозки из-за недогрузки флота при уменьшении глубин, но по существу сводит на нет мощное средство экологического оздоровления рек, которым являются дноуглубительные и берегоукрепительные работы. Например, успешно реализуемая в странах европейского экономического сообщества научная многолетняя программа работ по прекращению размыва берегов и снятия загрязненных донных отложений земснарядами с последующим обеззараживанием и устранением токсических загрязнений извлеченного грунта н переработки на строительные материалы, привела к существенному оздоровлению рек: Темзы, Рейна, Эльбы, Сены, По и других.

Отказ от проведения дноуглубительных и берегоукрепительных работ на внутренних водных путях, посредством которых сделаны пологими десятки крутых поворотов

на реках: Лене, Иртыше, Оби, Конде, Чулыме, Каме, Белой и др., что обеспечило возможность ликвидации участков с односторонним движением судов, привело к еще одному неприятному последствию - прекращению повышения пропускной способности пути.

Вторичным эффектом подобных мероприятий было существенное снижение вероятности ледяных заторов при весеннем и осеннем ледоходе. Трагические события наводнения 1998 г. на Лене и Алдане, в какой-то мере, были вызваны и прекращением путевых работ, в том числе и по регулированию ледообразования.

Таким образом, отсутствие или недостаточное финансирование содержания внутренннх водных путей является фактором, определяющим возможность возникновения чрезвычайных, в том числе и аварийных ситуаций, которые могут быть причиной гибели людей, нанесения экологического н материального ущерба.

Сказанное выше подтверждает актуальность поиска новых путей повышения эффективности проведения берегоукрепительных работ в комплексе с максимальным снижением их стоимости.

Поиску путей создания надежных и экономичных бе-регоукрепленнй на реках, каналах и водохранилищах посвятили свои работы многие отечественные и зарубежные ученые и выдающиеся инженеры-практики. Среди представителей отечественных школ необходимо назвать: С.Т.Алтуннна, Л.С.Быкова, Е.А.Водарского, В.В.Дегтярева, Ю.А.Долженко, Н.Н.Маслова, Б.А.Пышкина, Р.С.Чалова, П.А.Шанкнна, В.С.Шайтана и др. Во всех, без исключения, исследованиях подчеркивается сложность и многоплановость проблемы, особенности подхода к которой, состав решаемых задач зависят от характера, направленности и интенсивности разрушения берегов, определяемых преобладающим типом руслового процесса, гидрологическим ре-

жимом водотока или водоема, геологией, климата, а также технико-экономическими условиями.

Предметом изучения в настоящей работе явились меандрирующне реки, наиболее распространенные в Сибири. Явные и преобладающие признаки меандрирования обнаруживаются на Иртыше - от Павлодара до впадения в Обь и на его притоках: Конде, Туре, Тоболе; на притоках Оби -реках: Чулыме, Кети, Томи; рЛене - выше г.Кнренска и ее притоках: Алдане, Витиме, Вилюе; арктических реках: Яне, Колыме, Индигирке.

В 50-60 гг. во многих бассейнах, главным образом в Камском на реке Белой, Иртышском, Обском и Ленском, наблюдалось активное осуществление спрямлений русла для создания более удобных судоходных трасс, рассемафори-вания крутых поворотов с односторонним движением флота, защиты от размыва берегов. Привлекало к вариантам спрямления русла прокопом сравнительно низкая стоимость работ, полностью выполняемых механизированным способом. Способствовало подобным решениям и невннма-ние в прошлом к оценке экологического ущерба.

В настоящее время от спрямлений излучин меандр в большинстве случаев отказываются из-за неблагоприятного влияния на русловые процессы выше и ниже спрямляющего канала, непродолжительности эффекта, ухудшения экологического состояния участка реки за счет повышения загрязненности реки в отторгнутой части русла, нередких неудач строительства.

Второй подход к прекращению разрушения берегов меандрирующих рек имеет две разновидности мероприятий: активное воздействие на поток путем создания тнховодов возле разрушающегося берегового откоса, или пассивное, подразумевающее защиту откоса прочными покрытиями.

Выбор того или иного мероприятия, как было отмечено выше, определяется многими факторами. Например,

использование спрямления русла на урбанизированных участках рек и в городской зоне весьма проблематично по многим причинам. В любом случае принятие технически и экологически обоснованного решения для каждого конкретного объекта требует надежного обоснования, включающего оценку срока службы сооружения и затрат на ремонт в период эксплуатации. Так, надежность и долговечность защитных шпор зависит от принятой конструкции крепления их головы и прилегающего участка дна реки в зависимости от скорости течения и ледовых нагрузок.

Многогранность вопросов, требующих решения при улучшении судоходных условий на меандрирующих реках, определило и цели исследований настоящей диссертационной работы, которые сводятся к разработке:

физически обоснованных и надежных расчетных методов для выбора расстояния между шпорами;

надежного метода расчета глубины воронки размыва у головы шпор;

проверке и уточнению расчета крупности камня, щебня или гравия, используемого для крепления поверхности шпор или берегозащитного пляжа;

расчетных методов по оценке воздействия берегозащитных шпор на распределение скоростей потока и конструкции наносов по ширине потока;

рекомендаций по установлению оптимальных очередности и технологии возведения берегозащитных шпор, а также нормативных сроков амортизации сооружений и возможных сроков их эксплуатации.

Во второй главе диссертационной работы приводятся результаты исследований взаимодействия берегозащитных шпор с речным потоком и методы их гидравлического расчета.

Впервые подробные и многоцелевые исследования взаимодействия полузапруд и шпор с речным потоком были

проведены немецким гидравликом Х.Энгельсом в гидравлической лаборатории Дрезденского технического университета. Классическое обобщение результатов исследований, как своих, так и других отечественных и зарубежных ученых выполнено С.Т.Алтуниным. Следует отметить, что рекомендации С.Т.Алтунина и его коллеги И.А.Бузунова основаны на данных натурных наблюдении для весьма специфических условий рек Средней Азии, т.е. для больших скоростей течения и очень подвижных русел, сложенных мелкопесчаным и илистым аллювием.

Обширные исследования взаимодействия берегозащитных шпор и речного потока были выполнены в лабораторных и натурных условиях на реках Сибири и Якутии В.В.Дегтяревым.

Многолетняя практика проектирования, строительства и эксплуатации берегозащитных шпор и других гидротехнических сооружений, использующихся в качестве средств защиты берегов рек от разрушения течением и волнами, показывает, что существующие методы расчета требуют усовершенствования, а следовательно, и проведения дополнительных исследований.

При проектировании мероприятий по защите берегов рек, в первую очередь, требуется определить значение радиуса кривизны вогнутой кромки выправительной трассы. Исследованию вопроса установления радиуса кривизны устойчивых выправительной и судоходной трасс посвятили свои исследования многие отечественные и зарубежные ученые. Анализ их работ показывает, что предлагаемые рекомендации существенно отличаются друг от друга, что определяется значительной разницей в условиях проведения исследований рассматриваемого вопроса. Так, сравнительные расчеты по существующим формулам показывают, что для идентичных исходных данных результаты могут отличаться в 10 раз.

Большие расхождения в результатах расчетов и отличия в структуре формул и определяющих параметров вызвали необходимость разработки зависимостей с учетом специфики решаемых задач.

Результаты выполненных исследований показали, что для расчета характеристик выправительной и судоходной трасс следует пользоваться не однозначным значением русюформирующего расхода, а применять дифференцированный подход к оценке его величины. Например, при расчете берегозащитных шпор по руаюформирующим следует понимать наиболее повторяющийся расход половодья. Для расчета радиуса кривнзны вогнутой границы выправительной трассы при проектировании систем берегозащитных шпор предложена зависимость

г = к4й-, (1)

где К - переменный коэффициент, принимающий численное значение от 40 до 100, который и следует рассматривать в качестве морфометрнческой характеристики изгибу русла; w - площадь живого сечения русла.

Для определения значений коэффициента К в приложении к тому или иному типу русла или излучины реки были использованы данные натурных исследований, выполненных на реках: Туре, Тоболе, Конде и ряде других ме-андрирующих рек, где возведенные системы берегозащитных шпор эксплуатируются в течение десятилетий.

Весьма существенным элементом расчета берегозащитных шпор является определение расстояний между ними, а следовательно, и их числа. Решению этой задачи посвятили свои работы: В.В.Баланин, В.В.Дегтярев, И.М.Коновалов, А.Н.Кощеев, И.В.Лебедев, А.Н.Рахманов, В.М.Селезнев.

В целях дальнейшего развития решения этого вопроса применительно к рассматриваемым в настоящей работе задачам и определения критического расстояния между от-

дельными сооружениями 8кр была использована формула, полученная В.В.Дегтяревым на основе исследований И.В.Лебедева

где ц - критическое относительное расстояние между сооружениями; С. - длина полузапруды.

Для условий незначительной степени стеснення русла берегозащитными шпорами, работающими в незатоп-ленном состоянии, для определения величины ц получена зависимость

где Вб - бытовая ширина русла; т] - отношение величины местных потерь напора при расширении потока к потерям по длине; X - приведенный коэффициент гидравлического трения.

Для удобства работы с зависимостью (3) составлена номограмма, приведенная на рис. 1 и позволяющая по известным значениям: ^/Вб, X и г| определять величину ц.

Анализ технической и научной литературы показывает, что в настоящее время существует достаточно обоснованные решения по построению плана скоростей течения применительно к различным типам русла. В то же время в оценке распределения взвешенных наносов по ширине потока в условиях стеснения последнего сооружениями многое является неясным.

Последнее обстоятельство не позволяет осуществить обоснованный выбор рациональной конструкции берегоза-

(2)

и = 0.687 + 0.612-:-

1 + 7 ,

18.4 'л

(3)

Рис. 1. Номограмма для определения коэффициента ц при расчете расстояний между берегозащитными шпорами в

незатопленном состоянии [у^- > 1|

щитных шпор, плановой компоновки системы, очередности возведения и технологии работ.

В настоящее время в динамике русловых потоков традиционно используются модели, в которых множество дискретных твердых частиц рассматривается как некоторая тяжелая субстанция, непрерывно распределенная в жидкости. Такой подход использован в работах: В.М.Маккавеева, Х.Рауза, М.А.Велнканова, М.А.Дементьева, Г.И.Баренблата, К.В.Гришаннна и др.

Ответ на поставленный вопрос может быть найден на основе решения плановой задачи турбулентной диффузии. Применительно к рассматриваемой проблеме уравнение турбулентной диффузии, при условии осреднения по глубине потока, может быть представлено в виде

где Ь! - метрический коэффициент; Ь - глубина потока; с -концентрация взвешенных наносов; I - время; х и г - соответственно продольная и поперечная координаты; Кх и Кг -составляющие коэффициента турбулентной диффузии; и н \у - соответственно продольная и поперечная составляющие

скорости потока; //, и', с, Кх, К. - осредненные по глубине величины указанных выше параметров.

Приводя задачу к квазнстационарнон и принимая во

внимание, что диффузионная составляющая (К пре-

сх

небрежнмо мала по сравнению с конвективной (ис), используя уравнение неразрывности водного потока в виде

/?, ас

(4)

— сс

ас* > а\ г

уравнение (4) может быть представлено в более компактном виде, удобном для численного интегрирования

где введены обозначения:

(7)

0 = ~К . (8)

и 2

Уравнение (6) может быть использовано для расчета концентрации взвешенных наносов при известных глубинах, скоростях течения и коэффициентах диффузии К_ .

Первые две характеристики могут быть получены путем использования материалов гидрографических съемок и существующих надежных моделей расчета плана скоростей руслового потока. Определение коэффициента турбулентной диффузии выполнено на основе обработки и анализа экспериментальных лабораторных исследований канадских ученых Б.Кришнапана и Я.Лоу, изучавших гидравлик} турбулентного потока в меандрирующих руслах.

Для реализации решения этих задач использовался метод конечных элементов с применением приема днскрети зации по Стоуну и Брайну. В качестве граничных условш принимались условия Неймана или Дирихле.

Результаты численного решения, пример которыз можно видеть на рис. 2, показывают, что система шпор за щищает вогнутый берег от разрушения, интенсифициру« размыв русла в зоне динамической оси потока. Полученньк результаты позволяют более обоснованно подойти к проек тированию плановой компоновки систем берегозащитных

зл у5ины

1—*—I

см

Рис. 2. Эпюры глубин и концентраций взвешенных наносов после воздействия у вогнутого берега системы берегозащитных шпор

шпор, решить задачу очередности возведения шпор в системе, прогнозировать образование воронки размыва у головы сооружения.

Глубину в зоне воронки размыва у головы шпоры рекомендуется определять по формуле

Г =К Т , (9)

р ,1/р ер

где К„р - коэффициент местного размыва; Тср - средняя глубина потока на подходе к шпоре.

Для определения коэффициента Кмр предлагается зависимость, преобразованная для рассматриваемого случая на основе общей зависимости И.А.Бузунова

\ 3/4

К

К

III

м р

1 + ш'

н

(\

Г

I

+ т

V нрУ

+ 1,

(10)

где Кш - коэффициент, учитывающий влияние заложения откоса головы шпоры; ш„ - заложение напорного ,откоса шпоры; У,ф - неразмывающая скорость; Уг - скорость потока у головы сооружения.

Для определения коэффициента размыва рекомендуется номограмма на рис. 3.

Анализ опыта берегоукрепительных работ показывает, что во многих случаях целесообразно отказаться от крепления голов шпор камнем или железобетонными плитами. Это дорого и небезопасно для судоходства. Рациональнее пойти на некоторое увеличение эксплуатационных расходов по восстановлению размытых головных частей сооружений. Поэтому рекомендуется оставить головы шпор без крепления, предусмотрев периодический ремонт и установив на первые 2-3 года эксплуатации шпор навигационный береговой запрещающий знак «Не создавать волнения».

Рис. 3. Номограмма для определения коэффициента эмпирической формулы автора для расчета глубины воронки размыва у головы берегозащитной шпоры

Полувековой опыт эксплуатации берегозащитных шпор показал, что в последующие годы после постройки глубина воронки размыва уменьшается и шпоры объединяются в общий песчаный массив. Это утверждение основывается на результатах анализа гидрографических съемок русла у берегозащитных шпор, эксплуатировавшихся в те-

чение от 10 до 42 лет на Туре, Тоболе, Лене, Иртыше. Анализ показывает, что активный размыв дна у головы шпоры прекращается через несколько лет. Срок затухания размыва зависит от гидрологического режима и геологических характеристик аллювия на реке. Для рек Туры и Тобола этот срок ограничивается 5-6 годами. На Лене он продолжительнее. Для доказательства этого утверждения были проанализированы глубины размыва у 116 шпор на 8 перекатах р.Туры. Расхождение натурных измерений с расчетом не превышали 10% в меньшую сторону, т.е. в запас. Абсолютная максимальная величина размыва была не более 2 м от проектного уровня при гарантированной глубине 1.4 м. Изучение размывов у голов 14 шпор на 2 перекатах р.Тобол дало результаты, аналогичные анализу по р.Туре.

По русловым съемкам 13 перекатов на верхней Лене - от Осетрово до Киренска, на которых были построены 52 сооружения, фактические глубины размыва отличались от расчетных величии не более чем на 15%, тоже в меньшую сторону. Абсолютная глубина воронки размыва не превышала 2.5 м от проектного уровня при гарантированной глубине 1.8 м.

Приведенный анализ доказывает пригодность предлагаемого нами метода расчета глубины размыва русла у головы шпор при проектировании берегоукрепительных работ.

Следует заметить, что расчет по формуле (9) можно применять для ориентировочного определения максимальной глубины размыва у поперечных сооружений лишь при условии, что противоположный берег не размываемый, и русло имеет постоянную ширину. Если же сооружения возводятся только вдоль одного берега, а сама река блуждает по широкой пойме, разбиваясь на ряд рукавов, то для определения максимальной глубины размыва перед сооружениями эту формулу рекомендовать нельзя, т.к. трудно пра-

внльно подойти к определению ширины нестесненного русла, от которой зависит величина коэффициента размыва.

В третьей главе рассматриваются вопросы выбора технологии и организации комплексных выправительных и берегоукрепительных работ с учетом решения проблем защиты окружающей природной среды.

Конкретные требования охраны природы при производстве дноуглубительных, выправительных и берегоукрепительных работ устанавливают «Природоохранные правила производства путевых работ на внутренних водных путях», которые готовятся во исполнение и развитие закона РФ «Об охране окружающей природной среды» и Водного кодекса РФ.

Результаты настоящей диссертационной работы использованы в 3 разделе «Правил...».

Возведение берегозащитных шпор у вогнутого берега на излучине меандрирующей реки для улучшения судоходных условий, экологически более благоприятно по сравнению со спрямлением русла. Особенно негативно отражаются на природе последствия возведения запруд для перекрытия отторгнутой излучины.

Весьма важным вопросом при строительстве берегозащитных шпор является выбор технологии земляных работ и карьеров грунта. Практика показала ошибочность широко используемой с начала 50-х гг. технологии отсыпки берегозащитных шпор бульдозерами из береговых карьеров, как самой простой и дешевой. Экологически более целесообразен намыв шпор средствами гидромеханизации.

При выборе защитных покрытий поверхности сооружений необходимо обеспечить экологическую безопасность применяемых строительных материалов, а также технологических процессов.

Опыт использования для крепления поверхности сооружений асфальта, различных отверднтелей довольно про-

тиворечнв. В нашей стране эти виды крепления не получили широкого применения, поскольку отсутствовал парк специальной техники. Наряду с этим установлено негативное экологическое воздействие веществ, использовавшихся для протравливания берегового откоса гербицидами или отработанными нефтепродуктами.

Химические пропитки откосов берега или сооружения сланцевой или фурфуроловон смолами, лигно - сульфо-натом кальция с хромовыми окислителями на практике оказались дорогими и также экологически небезопасными.

Многолетний опыт показывает, что наиболее экологически безвредными являются камень и отсыпки из гальки или гравия.

До настоящего времени отсутствуют Федеральные положения о нормированных сроках эксплуатации берегозащитных шпор, периодичности ремонта, размерах амортизационных отчислений. Отсутствуют такие нормы и в ведомственном нормативном документе по выправительным работам. К настоящему времени бассейновыми управлениями водных путей и судоходства накоплен достаточный опыт для разработки таких норм. Собранные статистические данные позволили составить «Временные нормы затрат на ежегодный текущий ремонт и амортизационных отчислений на капитальный ремонт и полное восстановление берегозащитных шпор из грунта», которые могут быть приняты за основу при составлении проекта официальных норм амортизации по берегоукрепительным сооружениям из грунта в качестве дополнения к действующим нормам амортизации по группе «Гидротехнические сооружения».

Помимо оценки долговечности выправительных сооружений из грунта, выполнена и оценка их надежности, под которой понимается эффективная их работа без разрушений в течение нормативного срока эксплуатации, обеспе-

чиваемая комплексом эксплуатационных мероприятий и системой ремонтов.

Выполненные вычисления для р.Туры (по статистическим данным за 1951-89 гг., поскольку позднее работы были прекращены) определили величину критерия надежности, равную 80%.

В заключении диссертационной работы констатируется, что в ней проанализирован многолетний опыт осуществления берегоукрепительных работ на реках России, в основном в Сибири и Республике Саха (Якутия), применительно к выправлению меандрирующих рек, а ее результаты позволили решить задачу стабилизации судоходных трасс и обеспечения безопасности судоходства путем возведения системы берегозащитных шпор у вогнутого берега.

Основное содержание диссертации докладывалось на межкафедральном семинаре факультета гидротехнического строительства водных путей и портов НГАВТ и изложено в следующих публикациях.

1. Аналитические исследования воздействия берегозащитных шпор на русловые процессы меандрирующих рек. В сб.науч.тр. НГАВТ «Речной транспорт Сибири в условиях проведения экономических реформ». 1998. - с. 110-117.

2. Расчет глубины воронки размыва у головы берегозащитной шпоры. В Сибирском науч. вестнике Новосибирского научного центра Российской академии естественных наук, вып. 2, 1998. - с. 190-194.

3. Геоморфологическое и гидравлическое обоснование проектирования аварийно-спасательных работ по защите от разрушения берега р.Чулым у пос.Комсомольский. В Сибирском науч. вестнике Новосибирского научного центра Российской академии естественных наук, вып. 2, 1998. - с. 216-225.

4. Отчет по НИР № У-05-01 по плану департамента внутренних водных путей Минтранса РФ «Разработка пред-

ложеннй по поддержанию судоходных глубин и обеспечению судоходства на водных путях Сибири в условиях уменьшения объемов дноуглубления и снятия освещения знаков навигационного оборудования». НГАВТ, 1997. - 54 с.

5. Отчет по НИР 7/98, выполненный по плану в Новосибирской государственной академии водного транспорта «Рекомендации по защите от размыва берега р.Чулым у пос. Комсомольский Первомайского района Томской области». 1998.-31 с.

6. Проект аварийно-спасательных работ по прекращению разрушения берега р.Чулым у пос.Комсомольскин Первомайского района Томской области. НГАВТ. 1998. -36 с.

7. Исследование изменений распределения концентрации взвешенных наносов и глубины местных размывов в русле меандрирующей реки после возведения системы берегозащитных шпор. /В сб.науч.тр. НГАВТ «Улучшение судоходных условий и обеспечение безопасности движения флота на внутренних водных путях Сибири и Якутии». Новосибирск. 1998. - с. 25-51.