ВНУТРЕННИЕ ВОДНЫЕ ПУТИ РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА И РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА СВОБОДНЫХ И ЗАРЕГУЛИРОВАННЫХ РЕКАХ

В современных условиях при содержании судовых ходов на внутренних водных путях необходимо учитывать естественный ход развития руслового процесса, сезонные и многолетние деформации русел, климатообусловленные изменения характеристик речного стока, а также антропогенные изменения водного и руслового режимов судоходных рек. Последний фактор проявляется вследствие инженерного (техногенного) воздействия, а также в результате регулирования речного стока гидроузлами. Проведенные исследования показали, что к настоящему времени на целом ряде участков крупных судоходных рек России в силу этих причин произошли эрозионное врезание русел и необратимое понижение меженных уровней воды. На отдельных участках водных путей эти изменения стали критическими для обеспечения безопасного судоходства, что потребовало проведения реконструкции существующих судопропускных гидротехнических сооружений и строительства новых низконапорных гидроузлов. В настоящее время на р. Волге проводится реконструкция Городецких шлюзов для обеспечения судоходства на лимитирующем участке от створа Нижегородской ГЭС до г. Нижнего Новгорода; на р. Дон строится Багаевский низконапорный гидроузел. Возобновилось строительство Красногорского водоподъемного гидроузла на р. Иртыш в районе г. Омска. Рассматриваются возможные варианты для решения проблемы обеспечения судоходства на участке р. Камы от створа Воткинской ГЭС до п. Камбарки. Исследования скоростного режима речного потока, выполненные в нижних бьефах гидроузлов, показали, что при неустановившемся движении воды в нижнем бьефе отмечается активизация транспорта наносов, как в летний период наблюдений — в условиях открытого русла, так и зимой, при движении воды подо льдом.

1. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 27.11.2021 № 3363-р.

2. Георгиевский В.Ю., Шалыгин А.Л. Гидрологический режим и водные ресурсы // Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. М.: Росгидромет, 2012. С. 53–86.

3. Георгиевский В.Ю., Коронкевич Н.И., Алексеевский Н.И. Водные ресурсы и гидрологический режим рек РФ в условиях изменения климата // Тезисы пленар. докладов VII Всеросс. гидрол. съезда. СПб.: Гидрометеоиздат, 2013. С. 26–32.

4. Гельфан А.Н., Фролова Н.Л., Магрицкий Д.В. и др. Влияние изменения климата на годовой и максимальный сток рек России: оценка и прогноз // Фундаментальная и прикладная климатология. 2021. Т. 7. № 1. С. 36–79.

5. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.

6. Беркович К.М. Русловые процессы и русловые карьеры. М.: МГУ. 2005. 105 с.

7. Гладков Г.Л., Чалов Р.С., Беркович К.М. Гидроморфология русел судоходных рек. 4-е изд., стер. СПб.: Лань. 2023. 432 с.

8. Гладков Г.Л., Католиков В.М., Шурухин Л.А. Строительство низконапорных гидроузлов на судоходных реках // Транспорт РФ. 2018. № 5 (78). С. 39–42.

9. Чалов Р.С., Завадский А.С. Саралевский воднотранспортный узел и проблемы улучшения судоходных условий на нижней Волге // Речной транспорт (XXI век). 2019. № 4 (92). С. 20–23.

10. Кожевников В.С., Стазаева Н.А. Анализ снижения уровня воды вследствие преобразования русла р. Иртыш у г. Омска под влиянием хозяйственной деятельности. Труды ГГИ, вып. 288. 1983. С. 96–105.

11. Орищук Р.Н., Обоймов С.В., Орхидеева О.Г. Особенности проектирования и строительства Красногорского водоподъемного гидроузла на реке Иртыш // Проблемы строительства и гидравлики гидротехнических сооружений: сб. мат. науч.-практ. конф. СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2024. С. 90–96.

12. Гладков Г.Л., Моргунов К.П., Гарибин П.А. Гидроморфологический режим и судоходные условия в нижнем бьефе Нижегородского гидроузла на реке Волге // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей: Сб. науч. тр.: Вып. 5. СПб.: ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова, 2021. С. 10–27.

13. Родионов А.А., Румянцев В.А., Фёдоров М.П. и др. Варианты решения проблем судоходства на лимитированном участке реки Волги от Городецкого гидроузла до Нижнего Новгорода, в том числе с учетом оценки влияния на санитарно-эпидемиологическую и экологическую ситуацию в регионе // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 4. С. 109–131. doi: 10.48612/fpg/abfh-m2n7–9mn6

14. Гладков Г.Л., Католиков В.М., Шурухин Л.А. Обеспечение судоходных условий на нижнем Дону. Сборник материалов юбилейной международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию создания гидротехнической лаборатории имени профессора В.Е. Тимонова. Т. 1. СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2017. С. 196–216.

15. Исследования неустановившегося движения воды на реке Свири в зимних и летних условиях. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. 252 с.

16. Розовский И.Л., Еременко Е.В., Базилевич В.А. Неустановившееся движение водного потока ниже гидроэлектростанций и его влияние на русло. Киев: Наукова думка. 1967. 276 с.

17. Грушевский М.С. Неустановившееся движение воды в реках и каналах. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. 288 с.

18. Graf W., Suszka L. Unsteady flow and its effect on sediment transport [Paper presentation]. 21st IAHR Congress, 13–18 August 1985, Melbourne, Australia. 1985.

19. Graf W.H. Fluvial hydraulics. Flow and transport processes in channels of simple geometry. Chichester. New York: Wiley. 1998.

20. Mrokowska M., Rowinski P. Impact of unsteady flow events on bedload transport: A review of laboratory experiments // Water. 2019. No 11(5). 2019. 907 p.

21. Wang L., Cuthbertson A., Pender G., Zhong D. Bed load sediment transport and morphological evolution in a degrading uniform sediment channel under unsteady flow hydrographs // Water Resources Research. 2019. No 55(7). P. 5431–5452.

22. Marian Muste, Kyutae Lee, Dongsu Kim, Ciprian Bacotiu, Marcela Rojas Oliveros, Zhengyang Cheng, Felipe Quintero. Revisiting hysteresis of flow variables in monitoring unsteady streamflows // Journal of Hydraulic Research. 2020. No 58:6. P. 867–887

23. Гладков Г.Л., Ржаковская П.С. Гидравлические характеристики речного потока и условия транспорта наносов в нижнем бьефе гидроузла // Вестн. Гос. ун-та морского и речного флота им. адм. С.О. Макарова. 2023. Т. 15. № 3. С. 344–358.

24. Гладков Г.Л., Католиков В.М., Ржаковская П.С. Гидравлика потока и параметры транспорта наносов при неустановившемся движении воды в нижних бьефах гидроузлов на судоходных реках // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей. Вып. 6. Ч. 1. СПб.: ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2023. С. 24–43.

25. Гладков Г.Л., Католиков В.М. Гидроморфологическое обоснование судоходства в нижнем бьефе Нижегородского гидроузла на реке Волге // Тридцать восьмое пленар. межвуз. координац. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Доклады и сообщения. Пермь. 2023. С. 27–42.

26. Gladkov G. et al. Hydraulics and bedload in unsteady flow: Example of the Volga River // International Journal of Sediment Research, https://doi.org/10.1016/j.ijsrc.2024.01.004.

27. Гладков Г.Л., Ржаковская П.С., Заварзин Р.В. Экспериментальные исследования гидравлики потока и параметров транспорта донных наносов при неустановившемся движении воды // Вестн. Гос. ун-та морского и речного флота им. адм. С.О. Макарова. 2024. Т. 16. № 2. С. 181–196.

28. Клавен А.Б., Копалиани З.Д. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса. СПб.: Нестор-История. 2011. 544 с.

29. Гладков Г.Л., Ржаковская П.С. Гидравлика речного потока и параметры транспорта наносов при неустановившемся движении воды в нижних бьефах гидроузлов на судоходных реках // Эрозия почв и русловые процессы. М.: НИЛ ЭПиРП. 2024. № 1. С. 70–83.