автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Защита берегов рек и водохранилищ от разрушения судовыми волнами с помощью регуляционных гидротехнических сооружений

НОВОСИБИРСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СГРаГГЕЛЬНЫЙ ИКСПГГУГ ИМ. В.В.КУЙШЕЕГ,;,

На правах оугопио.:

МОШКОВСНИй AHí? ЕЙ ШКОЛАЕШЧ

УДК 627.421.сс:.г

2№ЕА БЕРЕГОВ РЕК И ВОЯОХРАЧШШ 01 РАЗРУШЕН!!?.

■ судоеыш воздоя с псмепш РЕгулшггань*4:

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ С00РШК1Г.

Специальность 05.23.07 - "Гидротехническое и мелиоративное строительство"

Автореферат диссертации на соискание ученой степен»: кандидата технических наук

нсзоаштрск I9-:

Работа выполнена в Новосибирском институте ннженопов водного транспорта.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, академик АТ России, заслуженный работник транспорта России В.В.Дегтярев.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Г.А.Распопин,

кандидат технических наук, профессор В.С.Пер ехвальский.

Ведуцое предприятие - Государственное предприятие "Водные

пути Обь-Иртышского бассейна".

Еадата состоится " 16 " Февраля 1993 г. в 15.00 ч в 306 аудитории на заседании Специализированного совета по защите диссертаций при Новосибирском кнкенерно-строительном институте им. В.В.Куйбышева по адресу: 630008, г.Новосибирск, ул.Ленинградекая, ИЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " январе_1Э93 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

ОШ'ДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Речной транспорт занимает весьма важное место в транспортной системе нашей страны. Целый ряд народнохозяйственных задач, которые необходимо решать в самое ближайшее время, потребует дальнейшего роста перевозок и использования всех звеньев внутренних водных путей. В районах освоения новых территорий речные перевозки грузов вообще находятся вне конкуренции, поскольку здесь речной транспорт является единственным видом, который дешевле других и быстрее может быть за -действован з хозяйственном обороте. Речной транспорт сыграл ре -шающута роль в освоении месторождений нефти и газа Западной Сибири.

Реет перевозок по малым рекам может быть обеспечен: во-первьгх, за счет повышения грузоподъемности составов и, следовательно, увеличения габаритов судоходной трассы;

во-вторых, путем роста скорости движения судов и составов, .увеличение грузоподъемности и скоргси движения транспортного флота ограничивается требованиями как экономического, так и экологического характеров, вводятся пределы увеличения размеров судов и режимов их эксплуатации.

.Усиление степени антропогенного воздействия проявляется в активизации процесса разрушения берегов рек судовыми волнами. Перенос размытого грунта волновым потоком в продольном и поперечном направлениях приводит к значительным изменениям морфологических характеристик русла и в результате к уменьиению глубин на судовом ходу.

Таким образом, экологические аспекты играют существенную роль при обосновании возможности увеличения размеров судов речного ф^ота, частоты и скорости движения, поскольку в процессе раз -рушения берегов рек судовые волны являются одним из определяющих антропогенных факторов.

Как показала практика осуществления мероприятий по улучшению судоходных условий на затруднительных для судоходства участках рек с помощью строительства тяжелых выправительньтх сооружений, последние обладают значительным волногасядич эффектом и рассматриваются как сооружения многоцелевого назначения.

Таким образом, подход к исследованию проблемы защиты берегов рек от разрушения должен быть комплексным и включать не только

'обоснование оптимального соотношения между характеристикам/ транспортного флота, режимами его движения, типами и конструкциями сооружений, но и оценку степени антропогенного воздействия на реку I результате реализации принятых решений.

Цель и задачи исследований. Целью ра -боты является исследование зависимостей, характеризующих соотно -шения между техническими характеристиками судов транспортного флота, режимами их движения, конструкциями и размерами вкправительньп сооружений, обеспечивающих защиту от судовых волн с одновременным улучшенияем судоходных условий.

Для достижения сформулированной цели работы в процессе исследований решены следующие задачи:

выполнены натурные наблюдения процессов разрушения берегов малых рек судовыми волнами и проведен анализ эффективности берегоукрепительных работ;

проведены натурные исследования процесса волнообразования пр! движении судов различных типов;

в результате теоретических исследований разработана математическая модель расчета взаимодействия гравитационных судовых волн с препятствиями в виде полузапруд;

выполнен анализ эффективности альтернативных методов обеспе -чения берегозащи», заключающихся в использовании различного типа волногасителей, либо в сн:#энии скорости транспортного флота;

выполнен анализ и дана оценка соответствия запроектированных с помощью существующих методов полузапруд, использующихся для вы -правления участков рек с параметрами адекватных сооружений, необ -ходимыми для осуществления берегозащитных керолрютий;

теоретическая модель расчет взаимодействия судовых волн с пс лузапрудами проверена экспериментальными исследованиями на крупномасштабных гидравлических моделях и в натурных условиях на реках Сибири на участках берега, подверженных размыву.

Научная новизна работы. В первые.на основе теоретических и экспериментальных исследований обосновано влияние скорости течения на параметры судовых волн. Разработана теория гашения энергии судовых волн регуляционными сооружениями и теорети -чески обоснована степень гашения волновой энергии.

Впервые получены расчетные зависимости для определения коэфф! циента гашения волны за регуляционными сооружениями Кгащ. ¿ля пра! тического использования построены номограммы, а также предложены

,простые зависимости. Разработана методика расчетного обоснования проектирования защиты берегов от разрушения под воздействием судовых волн при наличии течения.

Практическая ценность. Разработанная методика предлагается для использования при проектировании комплекса мероприятий по. улучшению судоходтк участков рек, требующих выправительньк работ и берега которьк подвержены разрушения в результате воздействия судовых волн.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы при проектировании комплекса берегозащитных мероприятий от разрушащего действия судовъх волн на р.Енисей, шяе г.Красноярска (годовой экономический эффект составил 9,5 ткср.) п на р.Сбь в районе г.Барнаула (экономический зф -фект - П тьтс.р.).

А п р о б а ц и я работы. Результаты исследований доложены на н-аучнотех.чическкх конференциям профессрзко-лрегтодасатель -ского состава и Западно-Скбкрского г.ау-гно-технического общества водного транспорта (Новосибирск,IS30-I933 г.г.); па ХУ кокфереи -ц:н; молодю: ученых (Институт прикладной механики Сибирского отделения академии наук СССР, Новосибирск, 1283 г.);на YJJ конферскгг.::; профессорско-преподавательского состава ЛЛБТа СЯенкигрзд, IS83 г.): на III Всесоюзной конференции "Динамика терщика рекä яойохрпкнлгс: и окружных (.гарей (Москва, 1989 г.).

С ? р у ¡; i у р а i: о б ъ е м работ к. Диссертация состоит из введения, четыр:;:: глав, закяпченгл, содор;'.*.? 151 страниц;/ мзсинсписпого текста( 35 рисунков, 6 таблиц, списка литера -туры, включащего 93 наименований. На защиту выносятся:

аналитическое решение задачи определения параметров судовш: волн на течении в условиях переменного дна;

теоретическое репение задачи расчета взаимодействия судошк полн с препятствиями для случая распространения волн постоянной высоты в условиях плоского дна и неподвижной идеальной кидкостк;

полуэмпирическая зависимость для определения коэффициента гагения поли зкправптельнкми сооружени-яни, позволяющая учитывать изменения глубины воды на береговом откосе, переменнуо итогу волн и влияние речного потока;

методика расчетного обоснован!« при проектирсс::;:;! кс-тглексоз путе?ъг: меропр^чтий по улучиенио суцоходнг:: условнГ: г.огоагст-ом воэг-едетшя регуляционных сооружений на эатеугивтелькй г ля супо -

хоцства участках рек и одновременной защите их берегов от разрушающего воздействия судовых воли.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ео введении обосновывается актуальность темы диисертапии, сформулирована цель и задачи исследований, обосновывается науч -ная новизна и практическая ценность проведенных исследований.

В первой главе работы приведен обзор существующих подходов к решению задачи об использовании выправительных гидротехнических сооружений для защиты берегов от разрушающего воздействия волн.

Анализ опыта использования гидротехнических сооружений для защиты берегов рек и водохранилищ показал, что если ранее в основном использовались пассивные способы берегозащиты, то в настоящее время целесообразно применять методы активной защиты,позволяющие изменять структуру речного потока и гравитационных волн.

Вопросам защиты берегов рек опорами,пляжами,сквозными сооружениями посвящены работы таких ученых, как В.В.Дегтярева,В.Г. йковенко, Г.А.Распспина.

Безусловно, наиболее существенное изменение структуры речного потока имеет место в случае использования выправительных сооружений в виде полузапруд и шпор, которые в свою очередь характеризуются и значительным волногасятим эффектом. .Детодам гидравлического расчета полузапруд много внимания уделено в работах отечественных ученых-гидротехников: В.В.Баланина, В.Е.Дегтярева, !'. .1.Коновалова, В.Селезнева и др.

Несмотря на большое количество теоретических и оксперимен -талькых исследований работы выправительных сооружений и их рас -четов, в настоящее время при проектировании последних не учиты -вается возможность их использования в качестве средства активной берегозащиты.

Исследования, выполненные автором настоящей работы на реках Западной Сибири по определению волногасящего эффекта системы коротких берегозащитных шпор и полузапруд выявили их значительную роль в снижении волновых нагрузок. Наблюдения позволили сделать выводы: уменьшение интенсивности волновых нагрузок обуславливается эаносимостью межполузапрудных пространств и процесс гашения

энергии судовы."-: волн обусловлен явлением дифракции за сооружением. Оценка возможности и оффективиости использования выправительгак сооружений как элемента береговой защити должна основываться на исследовании явления дифракции судовы? волн на поперечные регуляционные сооружениях.

Ка:: показал анализ выполненных исследований отоП проблем, аналитические методы решения задачи дифракции гравитациснк~ волн на препятствиях различного рода нонно разделить на две группу. К первой группе следует отнести методы решения, в основе когорк: лс— ™ат уравнения гидродинамики кцдкости. Здесь в качество пласспчЕО -кого допущения принимается положение о малости висотп волн, репа -ется задача о распространен!1.!! малых волн на поверхности тяпелой яидкости, принимая во внимание ее идеальность и потенциальность волнового движения. В точных решениях.* задачи дифракции применяется методы, основанные на использовании штегральгагс уравнений, функций Гркна, г.ссимптотических разложений и т.п. Такой подход свойственен исследованиям Ю.З.Алепкова, Л.И.Кузыляа, Д.Д.Лаппо,И.".Селезова, В.3.Яковлева, Р.Неймана, П.Вездеела, П.Лыэ и др. Ресенсем задач дифракции численными методами занимались Б.В.Балапов, Беттес, Хауд -иел, Мей.

К другой группе методов следует отнести работы энергетического направления, берущие начало в положениях математической физики. В их основу положено представление Т.Юнга о том, что процесс передачи энергии вдоль волновых фронтов подобен процессам, происходя -[Дим при диффузии газов и жидкостей. Наглядность и схонесть явлений привлекли к решению задачи указанным путем многих ученых: Б.Г. Гаг Ленина, А.М.~уковца, В.К.Завьялова, Д.ДЛагото, А.С.Офицерова.И.А. Степанова, '.-¡ррсберена, Блу и др.

Среди работ, основанных на проблеме дифракции волн препятствиями различного типа, следует отметить исследования Н.В.Адамчука, П.З.Алеикова, .Т.Селс-зова, Р.Виджела, Хайдера и др.

В I главе приведен анализ исследований, посвященных взаимо -действию ветровых волн и течений, включающих вопросы изучения влияния течения на параметры волн. Так в работах В.Т.Невноватого, К.Г.Кантаржи, Г.В.Кононковой, Ю.М.Крылова,Н.А.Лабзовского, Е.Я. Ласса, К.В.Показеева, Е.Плейта, С.Сато и других, предложены решения, позволяющие выполнить расчет параметров ветровых волн с учетом течения.

В известном смысле, теоретические и экспериментальные исследования настоящей диссертации являются продолжением и развитием ранее выполненных работ применительно к изучению взаимодействия судовых волн с поперечными вьтправительными сооружениями, поскольку явления волнообразования, трансформации и взаимодействия волн с берегами и сооружениями отличаются в случае движения судна и генерации ветровых волн на течении.

При движении судна в условиях ограниченного фарватера возникают сложные процессы движения жидкости, сказывающейся на устой -чивости русла и его береговых откосов. Возникает характерная система корабельных (судовых) волн, охватывающая большие массы жид -кости и перемещающаяся вместе с судном. В этом случае возникают сложные гравитационные волны, представляющие собой возмущения свободной поверхности и состоящие из первичной и вторичной волновых систем.

Первичная волновая система включает в себя: поток обтекания, депрессию уровня, скатывающийся поток, носовую поперечную волну, кормовую поперечную волну и попутный поток.

Вторичная система судовых воли генерируется корпусом судна, включает поперечные и расходящиеся судовые волны, которые при наложении друг на друга образуют систему интерференционных волн,которые перемещаются под углом порядка о5° относительно направления движения судна (рисЛ).

Деформации в русле реки, которые обусловлены судоходством, происходят за счет элементов судовых волн, действующих в зоне уреза. Среди последних решавшую роль играют интерференционные расхо -дящиеся волны, сосбенно в том случае, когда они сливаются с попе -речным кормовым валом. Поэтому оценку устойчивости берегов и рас -чет береговых укреплений на реках проводят только на воздействие нагрузок от максимально возможных расходящихся интерференционных волн.

В I главе работы также приведен анализ методов определения волновых нагрузок на берега рек и водохранилищ и прогноза переработки берегов.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям процессов взаимодействия судовых волн с речным потоком, а также определению волногасящего эффекта при использовании поперечных выправительных сооружений.

Определение элементов волн на течении необходимо для правиль-

ной оценки нагрузок, как на берегах рек, так и сооружений, но действующая нормативная литература ССНиП <¿.06.04-82 ) не учитывает трансформацию системы судовых волн при взаимодействии с речным потоком, поэтому возникла необходимость изучить взаимодейст -вие судовых волн с речным потоком.

Решения, полученные такими учеными, как Е.П.Масс, К.Г.Кан -таржи, Х.А.Ахмурадов, Филипс, /донеон, Перегрин для расчета параметров ветровых волн с учетом течения непосредственно применить к исследуемой в работе проблеме нельзя, учитывая различную природу их возникновения и взаимодействия с берегами и препятствиями. Поэтому в диссертационной работе разработана следующая схема расчета.

Фронт судовых: волн от движущегося судна распространяется в сторону берега под углом оС , имея в судовой зоне I с глубиной И, и скоростью течения высоту велкн Ьс, и длину А-, ; переход в береговую зеку П с глубиной Н8 и скоростью течения при -водит к изменению высота г-олны С ¡"1с& ) и длины полны С 71. ).Ставится задача определить величины ПС1 и . Судно движется как по течении, таг: и против него.

Гзвестны из теоретической гидромеханики кинематические ха -рактеркстики волн:

частота волн <5г »0- • К(¡V Н) волновое число К^Е^/л;

скорость волны Г ст ~

ц У 21 \ А

ЙТ

>

По Х.Раузу скорость распространения волны относительно берега (абсолютная скорость) при наличии течения ^переносная скорость) равна П = С + Я

где ц - скорость течения.

Отсюда частота еолн ,__

ба -уд-кчнк-ну + к-и. си

Е механической инт.ерпритации параметры волн при распространении вниз по течению изменяются как при уменьшении глубины поток,а при движении вверх как при увеличении глубины потока.

Предполагается, что частоты волн на потоке сохранятся, что подтверждается результатами выполненных экспериментов, причем постоянство сохраняется вплоть до зоны обрусения. При известных параметрах волн, значениях глубины и скорости течения п первой зоне

г*

у.огут быть определены характеристики волн во второй зоне,причем высота волны находится из известного положения, что волновая энергия пропорциональна квадрату амплитуды колебаний (высоты волны), ¿ля ориентировочных расчетов могут привлекаться простые зависимости, предложенные Ю.З. Завьяловым.

Наличие поперечного выправительного сооружения существенно изменяет характер и параметры систем судовых волн в пределах берега. При взаимодействии водоворотных зон, образующихся выше и нте сооружения в виде полузапруды или шпоры с волнами, последние значительно трансформируются, что обусловлено изменением скорости течения и глубины потока. Работа полузапруд в качестве волногасителя заключается в уменьшении высоты волн, при этом снижа -готся волновые нагрузки, а частицы грунта, уносимые с размываемого берега, откладываются в межполузапрудном пространстве, формируя пологий подводный откос.

Функциональная зависимость для определения коэффициента га -пения судовых волн в межполузапрудном пространстве получена на основе математического моделирования процесса дифракции волн на препятствиях. Поскольку получить точные решения на настоящем этапе достаточно сложно, для упрощения математической формулировки задачи, основываясь на ранее выполненных рядом авторов исследованиях и решениях схожих задач, береговой откос заменяется областью течения с плоским дном.

Общие положения математической модели заключаются в следую -щем. Поверхностные гравитационные волны постоянной высоты распространяясь в тяжелой, идеальной, несжимаемой, неподвижной жидкости конечной глубины взаимодействуют с двумя вертикальными, не касающимися между собой, цилиндрами эллиптического сечения, которыми имитируется система полузапруд. Для удобства решения произведена замена декартовой системы координат эллиптической (рис.^).

С целью обеспечения симметрии по оси СХ предполагается, что на систему действуют два источника волч. Наложение волн в направлении действующего единичного вектора равносильно существованию вертикальной непроницаемой стенки по оси СХ. Кроме того,сложение симметричных векторов дает возможность заменить их равнодействующим вектором, что справедливо для линейных уравнений матфизики.

Для предложенной системы потенциал скоростей ф,. может б-ть определен из уравнений Лапласа, которое в принятой эллиптической локальной системе координат имеет вид

Рис.I.Процесс волнообразования при движении судна в канале: I.- поток обтекания - депрессия уровня о - скатывающийся поток

4 - фронтальная поперечная волна

5 - кормовая поперечная волна ь - попутный поток

7 - поток от движителей

8 - интерференционные судовые волны

Рис.^. Схема к расчету дифракции волн на двух вертикальных эллиптических препятствиях

1

VO е do? Г

егФс

= 0.

U)

КбЬ'ч^пц,) чбв,* а

На функцию потенциала скоростей накладываете-, иледувдке грс.-иичные условия, исходя из которых определяются кокпокекги' ьекгора скорости и давления:

,/бФ5 \

на дне

на поверхности цилиндров

на свободной поверхности

кинематическое условие

динамическое условие

5 1-0

а*.

1

О,

h-ifUs,ys,t>,

5Ф£ _ef ,

3t бх.

6ys

at 2

Of

C3}

f4)

C5)

(6)

аФ5\2 m,

dx.

Чау

т.

4ft*-0 . (7)

Ряд преобразований позволил получить для определения потенциала рассеянного поля зависимость вида уравнения Гельмгольца, записанного в эллиптических координатах. После ряда упрощений к учэта граничных условий полнена зависимости для определения коэффициента гашения волн за препятствием, включающая функции Матье

гаш

С6)

где

a'n,B

cv ti" П 1 0 1 п

- индекс эллиптических цилиндров;

- коэффициенты при функции .Латье, определяемые из граничных условий;

pQ n nM- периодические функции матье;

"ВПМ5'Т 5en(•Чs,T■'

... v. ... , . - модифицированные функции Матье I

Sen(5s,<p- комбинированные фикции ¡/атье;

(п2.) - скалярное произведение единичного

вектора волны и вектора Z . По полученной зависимости (8) были выполнены систематические расчеты на ЭВМ класса "PC/AT", причем функции .»¡атье пришлось вычислять за пределами табулированных значений.

Выделение главной зависимости КГДщ от ^отн позволили получить аптоксимиоованную зависимость вида

= 1 ' С9) где ¿В1ПН=ЛМП - относительная координата;

2- расстояние от оси полузапруды,на котором определяется величина коэффициента гаиения; - длина сооружения. Сопоставление результатов расчетов по формулам С8) и С'9) показывает хорошее совпадение числовых данных, что позволяет ис -пользовать зависимость (9) как основную структурную конструкцию для построения обшей приближенной зависимости для определения коэффициента с учетом течения, переменных отметок берегового откоса и высоты судовой волны.

использованная математическая модель служит для выяснения вида зависимости, определяющей волногасящий эффект поперечного выправительного сооружения, и характера изменения величины коэффициента К гдш при различных значениях параметров судовых волн и сооружений. -точнение полученной формулы должно основываться на результатах экспериментальных исследований изменения высоты волны за препятствием с учетом основных определяющих факторов, влияющих на характер трансформации волн.

Б третьей главе приведены результаты и методика лабораторных исследований,

4тобы выявить характер чи степень влияния факторов, определяющих величину коэффициента гашения, были выполнены лабораторные исследования на модели, представляющей собой бетонный лоток прямоугольного сечения. Ь качестве моделей полузапруд использовались полиэтиленовые емкости, наполненные песком. Моделирование осуществлялось по числу Фруца в пределах от 0,1 до 0,^8.Режим движения соответствовал автомодельной области по числу Рейнольдса.

Генерация системы судовых волн осуществлялась путем проводки модели судна с помощью электрической лебедки, снабженной устрой -ством для измерения скорости судна и обеспечения постоянной ско -рости движения. Число ©руда для судна ' изменялось от

О,о до что соответствует реальным условиям движения судов.

На модели поддерживался постоянный уровень свободной поверхности, расход воды контролировался с помощью дифманометра и треу-

¡гольного водолива. Высота волны измерялась емкое тик:.; л волномерами. При проведении эксперимента были выбраны размеры сооружений наиболее типичные для малых рек.

В ходе подготовки и проведения эксперимента авторе;; Силу. разработаны специальные устройства для удобства проведкк:-; рг.601'. получено 5 удостоверений на рацпредложения.

В результате обработки экспериментальных данных Сь'Г.г получека зависимость для определения коэффициента гашения судог.о" гог.;;:: поперечными сооружениями, имеющая вид, адекватный ранее гюлучг.; -■ ной зависимости (9): ^

ао>

Сопоставление ЭКСПврИМСНТЯЛЬНЫХ данных С полученной чЗСБпСК — мостью приведено на рис.3 и ряс.4. При точной соответствии экс -периментальных данных и натурных наблюдений формуле (10) точки должны располагаться по биссектрисе угла. Отклонение не определяется влиянием какого-либо одного фактора, а только совокупны:.; к: влиянием. Коэффициент корреляции при этом имеет более общий характер. Оценка тесноты связи показала, что коэффициент корреляции составляет 0,855.

Для проверки полученной зависимости в натурных условиях била выполнена серия экспериментальных исследований на скбирск»:: реках: Туре, Таре, Конде и Лоне. Для наблюдений выбирались участки с построенными полузапрудаыи и участки-аналоги без полузапруд.

Для удобства реализации инженерных расчетов построена номограмма, позволяющая определить расстояние между полузапрудаки, при котором будет допустимая высота судовой волны..

Ь четвертой главе изложена методика расчетного обоснования мероприятий по защите берегов малых рек от взаимодействия судовых волн. Приведены данные по опенке экономической эффективности результатов практического внедрения.

Разработанная методика предусматривает некоторые различия в порядке и составе расчетов в зависимости от того, проектируются ли берегозащитные мероприятия на уме освоенных малых реках или последние еще не освоены, и лишь в перспективе предполагается их транспортное использование.

Основные отличия в подходах к расчетному обоснованию берегозащитных мероприятий можно свести к следующему.

I. Применение методики расчета к уже освоенным мальм рекам, где существует в той или иной степени развитая система внутренне-

го водного транспорта. На таких реках уже определены или могут быть выявлены б процессе специальных изысканий участки берегов, подверженные значительному разрушению. В этом случае, при известных размерах судов, расчеты сводятся к обоснованию оптимального соотношения между, с одной стороны, режимами эксплуатации транспортного флота, составом и объемом работ по обеспечению эффективной берегозащиты, с другой. Таким образом, решение предлагается вести в направлении поиска разумного соотношения между скоростью движения судов, при которой судовая волна не оказывает разрушающего действия на грунты, слагающие берега, и размерами берегозащитных сооружений, позволяющими уменьшить высоту волны до пре -дельно допустимой величины. Выбор окончательного варианта должен быть обоснован соответствующими экономическими расчетами.

с. На еще освоенных малых реках или находящихся в начале транспортного освоения задача сводится, в первую очередь, к выявлению участков, где в перспективе следует ожидать значительной переработки береговой линии. Применение настоящей методики расчета позволяет выбрать перспективные типы судов, эксплуатация которых на данном водном пути позволит свести к минимуму негативное воздействие судовых волн на береговые откосы, а также разработать систему мер по их защите. Ьдесь следует отметить, что при разра -ботке подобных мероприятий следует иметь в виду комплексное решение задачи обеспечения нормальных судоходных условий на реке,подразумевая под этим, в частности, работу выправигельнкх сооружений как регуляционных.

При выборе варианта берегозащиты одним из сложных вопросов является обоснование скорости движения судов, поскольку это ве -дет к существенному увеличению эксплуатационных затрат, уменьшению пропускной способности водного пути и к увеличению сроков доставки грузов. Отсюда, как показали выполненные расчеты для конкретных объектов, варьирование скоростью движения фйЪта весьма ограничено и поиск приемлемого варианта сводится в основном к Еыбору и надежному обоснованию типа и размеров выправительных сооружений, одесь конкурентноспособными являются полузапруды и легкие волнога-сяшие сооружения, причем первые, как подтверждает опыт практичес -кого использования в региональном масштабе, наиболее предпочти -тельны, в силу того, что помимо достижения волногасящего эффекта они работают как русловыправительные.

Разработанная методика расчета является принципиально новой

Fue.о. Сопоставление лаборатории: дашгах с зависимости по формуле (10)

F 1:2.4. Сопостаьясика яг^-ржк данных с зг.икдаосклз га форул« СЮ)

и предлагается для проектирования комплекса путевых мероприятий по улучшения судоходных условий путем возведения выправительных сооружений на затруднительных для судоходства участках и одно -временно защите берегов от разрушения под воздействием судовых волн не только малых рек, но и крупных водных магистралей. Так, по данной методике были рассчитаны и построены берегозащитные споры ка р.Енисей, ниже города Красноярска для предотвращения разрушения продольных струенаправлявдих дамб. Экономический эффект 9,5 тыс.рублей.

Рассчитаны и построены шоры в районе ограждающей дамбы затона отстоя технического флота Барнаульского техучастка р.Обь. Объем едегоцкых ремонтно-восстановительных работ уменьшился с 50 тыс.р. до 15-<;5 тыс.р.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. На основании экспериментальных и натурных исследований установлено, что одной из основных причин разрушения берегов рек являются судовые волны, что доказывает необходимость учитывать их воздействия при проектировании берегозащитных мероприятий.

¿. Из анализа движения различного типа судов выявлено, что основой транспортного флота на реках Сибири является водоизмеща-кцие суда, но волны максимальной амплитуды возникают от судов на воздушной подушке и судов глиссирующего типа. Поэтому расчет берегозащитных сооружений ведется на максимальную высоту волны.Теоретически и экспериментально обосновано влияние скорости тече -ния на параметры судовых волн.

о. Разработанная в диссертационной работе методка позволяет определять параметры судовых волн в любой точке речного потока, в условиях взаимодействия волн и течения при переменной глубине потока в пределах берегового откоса.

4. Выполненные теоретические исследования вопроса взаимо -действия судовых волн с препятствиями позволили изучить закономерность гашения волн в зоне, ограниченной поперечными сооружениями и выявить структуру функциональной зависимости для определения коэффициента гашения волны за препятствием

5. Для обспечения возможности практического использования полученной зависимости для определения коэффициента гашения волн за препятствием , непосредственное обращение к которой

обуславливает значительную сложность вычислительных процедур, последняя апроксимирована приближенной зависимостью.

6. Экспериментальные исследования, выполненные на лабораторном стенде и в натурных условиях, позволили выявить и оце -нить степень влияния ряда факторов, играющих значительную роль в реальных условиях взаимодействия волн и берегозащитных сооружений.

7. Разработанная методика расчета средств берегозадиты является принципиально новой и может быть использована для проектирования комплекса путевых мероприятий по улучшению судоходных условий посредством возведения выправительных сооружений на затруднительных для судоходства участках реи к одновременной за -щите их берегов от разрушения под воздействием судовых :злн.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШУ.Е РАБОТЫ 'чЬЯСЯЕНО В СЛЕ&гЮЫС

ШШКАЦЛЯХ

I. ¿защита берегов от разрушающего действия судовых волн. /Повышение эффективности путевых работ в Восточных бассейнах: Сб.научных трудов - Новосибирск-,1985-с.77-84.

К расчету донных скоростей при прохождении судна./Реч -ная гидравлика и путевые работы на судоходных реках: Сб.научных трудов -Новосибирск-, 1^86, с.^-овГв соавторстве с Л.М.Полупи -ным).

о. К расчету в одно гасло; их сооружений. А лучшение судоходных условий на сибирских реках: Сб.научных трудов-Новосибирск-, с.55-60.

4. Определение параметров судовых волн на течении./Вопросы гидравлического обоснования путевых работ на реках: Сб.научных трудов - Новосибирск-, 1989- с.4-9.

5. Дифракция поверхностных гравитационных волн на двух препятствиях типа полузапруд./ Ш Всесоюзная конференция"динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей": Тезисы докладов. -Том 2, Москва.- 1989, сЛ4&-147.

6. Методика расчета берегозащитных сооружений./Еопросы гидравлики русловых потоков:Сб.научных трудов Н/.',:ВТа. Н/^БТ.- Новосибирск-, 1990- с. 14-17.