Прогноз русловых деформаций северных рек и защита сооружений от размыва : На примере Надым-Пуровского междуречья

• Автор: Путилин, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА 13 1Л. Общие закономерности русловых деформаций

1.2. Изученность русловых процессов северных рек

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ НАДЫМ-ПУРОВСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

2.1. Географическое положение, рельеф и геологическое строение

2.2. Климат и гидрография, мерзлотные условия

2.3. Почвы и растительность

2.4. Экологическое состояние территории и антропогенное влияние на

русловые деформации рек

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА

3.1. Методические основы русловых исследований
3.2. Характеристика ключевых участков русел рек, состав и методика проведения экспериментальных работ
3.2.1. Ключевой участок № 1. Река Евояха
3.2.2. Ключевой участок № 2. Река Евояха (Восточный коридор)
3.2.3. Ключевой участок № 3. Река Мареловаяха
3.2.4. Ключевой участок № 4. Река Пидейяха
3.2.5. Ключевой участок № 5. Река Нгарка-Табъяха
3.2.6. Ключевой участок № 6. Река Хадуттэ
3.2.7. Ключевой участок № 7. Река Правая Хетга
3.2.8. Ключевой участок № 8. Река Ныда
3.3. Анализ и обобщение результатов экспериментальных
исследований
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ РУСЕЛ РЕК НА УЧАСТКАХ МНОГОНИТОЧНЫХ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТРУБОПРОВОДОВ
4.1 Разработка методики
4.2 Проверка достоверности методики
ГЛАВА 5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ВОДНО-ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССАХ И ЗАЩИТА ВОДНОЙ СРЕДЫ ОТ
НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
5.1. Укрепление размываемых берегов тундровых рек

5.2. Защита трубопроводов от размыва на склонах долин рек, а водной
среды от загрязнения нефтепродуктами
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Северные территории Тюменской области отличаются чрезвычайно густой гидрографической сетью, поэтому интенсивное освоение месторождений нефти и газа в этих районах тесно связано с проектированием и строительством сооружений на берегах рек и различного вида переходов через них линейных инженерных коммуникаций (нефтегазопроводов, линий электропередач, мостовых переходов и т. д.). Надежность эксплуатации таких сооружений и степень воздействия их на окружающую среду существенно зависят от прогноза русловых деформаций.
Известно, что 83% аварий на подводных переходах нефтепроводов через реки происходит на участках с обнаженными трубами в руслах (С.И. Левин , 1963). Причинами преждевременных обнажений трубопроводов в русле реки являются ошибки, допущенные при прогнозировании русловых деформаций на стадии проектирования и значительные отклонения от проекта, допускаемые при строительстве. Таким образом, низкая оправдываемость прогнозов русловых деформаций, с одной стороны, чревата преждевременным обнажением трубопровода в русле реки и возможностью возникновения аварийной ситуации, сопровождаемой большими экологическими потерями, а с другой стороны, неоправданными расходами на увеличение объемов земляных работ при необоснованном заглублении трубопровода в дно русла реки и врезки его в берег (Б.В. Самойлов и др., 1995; В.Г. Ткаченко, A.B. Назаров, 1988 ).
Такие же неблагоприятные экологические последствия могут возникать и при ошибках в прогнозировании русловых деформаций при строительстве и эксплуатации сооружений в непосредственной близости от размываемых берегов рек.
В этих условиях актуальной задачей является получение достоверного долгосрочного прогноза русловых деформаций, предопределяющего правильность выбора проектного решения по заглублению трубопровода в дно русла реки и врезки его в берег, размещению сооружений на берегу, защите их
талых. По мнению С.С. Коржуева, (1964,1977), ММП способствуют боковой эрозии. И.И. Шаманова (1971) и Г.С. Константинова (1976), изучавшие эрозию в области распространения ММП, пришли к выводу о том, что мерзлое состояние не препятствует эрозии пород, а во многих случаях усиливает ее.
Ряд исследователей считает, что влияние мерзлого состояния пород на развитие эрозионных процессов неоднозначно. Так, Г.Е. Чистяков (1952) полагает, что весной, когда температура воды близка к нулю, мерзлые породы размываются слабо, а летом теплая вода размывает их очень интенсивно. Б.Ф. Косов и Г.С. Константинова (1970), напротив, считают, что противоэрозионная стойкость ММП настолько велика, что они весенними талыми водами не размываются, но в той же работе отмечают, что мерзлое состояние грунтов стимулирует эрозию, так как эрозионная прочность оттаивающих грунтов гораздо меньше, чем аналогичных талых. Н.Б. Барышников (1976) с соавторами полагают, что мерзлые породы замедляют русловые деформации, а термоэрозия их ускоряет.
В большинстве работ (отмечает Ф.Э. Арэ, 1985), как правило, нет прямых доказательств точки зрения их авторов по рассматриваемым вопросам, а приводимые доводы имеют в основном умозрительный характер. Нередко делается ссылка на результаты наблюдений, но фактические данные не излагаются.
Анализируя работы исследователей, можно сделать вывод, что мерзлое состояние пород может препятствовать их размыву только в случае омывания водным потоком обнаженной мерзлой породы, т. е. в условиях, когда оттаявший материал немедленно и полностью уносится потоком. Если поверхность мерзлой породы покрыта талым слоем, то эрозионный процесс от мерзлотных факторов зависит в меньшей степени. Имеющиеся же фактические данные говорят о том, что обнаженная поверхность мерзлых пород в русле реки под водой - явление редкое, даже в самых высоких широтах. Наблюдать ее удавалось до сих пор только при высокой воде в термоэрозионных нишах и на устьевых барах северных рек в бортах бороздин, прорезающих смерзшийся с