Проблемы измерения расхода донных наносов с учетом дискретного характера их движения

   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.

1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 202 с.

2. Заварзин Р.В., Петровская О.А. Измерения расхода донных наносов, перемещающихся в грядовой форме: экспериментальное исследование косвенных методов измерения // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей. Вып. 6. Ч. 1. СПб.: ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. 2023. 214–232 с.

3. Замышляев В.И., Снищенко Б.Ф. Статистическая оценка размеров песчаных гряд // Труды ГГИ. 1982. Вып. 278. С. 89–96.

4. Клавен А.Б., Копалиани З.Д. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса. СПб.: Нестор-История, 2011. 504 с.

5. Кондратьев Н.Е. Условия непрерывности и дискретности в применении к русловому потоку // Метеорология и гидрология, 1951. № 12. С. 36–41.

6. Кондратьев Н.Е. О дискретности русловых процессов // Проблемы русловых процессов. Л.: Гидрометеоиздат. 1953. С. 32–42.

7. Кондратьев Н.Е. Русловые процессы и деформации берегов водохранилищ. СПб.: Знак. 2000. 257 с.

8. Костюченко А.А., Заварзин Р.В. Метод выполнения и обработки измерений для определения параметров донных гряд // Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей. Вып. 6. Ч. 1. СПб.: ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. 2023. С. 151–165.

9. Сидорчук А.Ю. Структура рельефа речного русла // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1984. № 1. С. 17–23.

10. Сидорчук А.Ю. Структура руслового рельефа нижней Волги // Геоморфология. 2005. № 2. С. 86–96.

11. Сидорчук А.Ю. Оценка стока влекомых наносов в речном русле с учетом данных об активной и пассивной динамике гряд // Водные ресурсы. 2015. Т. 42. № 1. С. 31–44.

12. Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М.: Изд-во ЛКИ. 2008. 608 с.

13. Exner F. Uber die Wechselwirkung swischen Wasser und Geschibe in Flussen // Vienna Academy of Science. 1925. 134 p.