Виктор Михайлович Католиков, кандидат технических наук, профессор, руководитель отдела
отдел русловых процессов
198035; 2-я линия В.О., 23; Санкт-Петербург
Saint-Petersburg
Руслан Витальевич Заварзин, младший научный сотрудник
198035; 2-я линия В.О., 23; Санкт-Петербург
Saint-Petersburg
Статья посвящена актуальной проблеме методики корректного расчета расхода донных наносов, которая должна опираться на объективный механизм их движения. В настоящее время существует несколько методических предложений по расчету расхода донных наносов при их грядовой форме движения. Для проверки и сопоставления этих методик были проведены эксперименты в 100-метровом и 8-метровом гидравлических лотках при режимах течения, приближенных к условиям равнинных рек. Результаты этих экспериментов представлены в данной статье. В ходе экспериментов при различных условиях течения были сформированы донные рельефы, на которых были выделены гряды и волны двух других уровней. Формулируется и обосновывается принципиальное различие между грядами – формами движения донных наносов с переносом массы, и волнами, являющимися формой поверхности раздела между двигающимися грядами и расположенными ниже русловыми отложениями. Сопоставление расходов донных наносов, измеренных объемным (эталонным) способом непосредственно в лотке и рассчитанных по параметрам гряд и волн, показывает, что наиболее близким к эталонному является расход донных наносов, рассчитанный по параметрам гряд. При этом суммирование расходов наносов, полученных по параметрам гряд и волн других уровней, приводит к значительному завышению общего расхода наносов в среднем на 66 %. Кроме этого, в статье приводятся результаты сопоставления геометрических параметров гряд и волн, обосновывается вывод о необходимости учета только грядовой формы движения донных наносов при расчете их расхода и вывод о необходимости учета высоты волн при расчете гарантированных глубин при проектировании судоходных прорезей.
During the experiments, under various flow conditions, bed reliefs were created, on which dunes and waves of two additional levels were identified. The fundamental difference between dunes, which are forms of bed load movement involving mass transport, and waves, which represent the interface between moving dunes and the underlying bottom sediments, is defined and substantiated. A comparison of bed load discharge measured by the reference (volumetric) method directly in the flume with that calculated based on dune and wave parameters shows that the discharge calculated from dune parameters is closest to the reference. However, summing the bed load discharge obtained from the parameters of dunes and waves at other levels leads to a significant overestimation of the total discharge by an average of 66 %. Furthermore, the article presents results comparing the geometric parameters of dunes and waves and substantiates the conclusion that only the dune form of bed load movement should be considered when calculating flow rates, and that wave height should be considered when calculating guaranteed depths for dredged channel design.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.