Наносы в реках,озерах и водохранилищах в расширенном диапазоне размера частиц

• Автор: Поздняков, Шамиль Рауфович
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 399 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1.Методы и средства измерения транспорта влекомых наносов

1.1 .Существующие методы измерения расходов влекомых наносов

1.2. Разработка и усовершенствование методов и средств измерений расходов влекомых наносов
1.3.Испытания и исследование движения влекомых наносов с использованием усовершенствованных методов и средств измерений

Глава 2. Методы расчета транспорта влекомых наносов

2.1.Существующие зависимости для расчетов расходов влекомых наносов

2.2.Модель и расчетная схема транспорта влекомых крупнофракционных наносов на основе обобщенного вероятностно-динамического подхода
2.2.1.Краткая характеристика основных факторов, определяющих транспорт крупнофракционных наносов в водотоках
2.2.2.Постановка исследований скоростного поля турбулентного руслового потока
2.2.3.Построение модели транспорта влекомых наносов
2.2.4.Методика расчета расходов влекомых наносов и анализ результатов вычислений по ней
Глава 3.Исследование переноса взвешенных наносов
3.1. Транспорт взвешенных наносов и перенос загрязнений
3.2. Дифференциальная оценка стока взвешенных наносов
3.3. Роль взвешенных наночастиц в преобразовании веществ в окружающей среде

Глава 4. Исследование гранулометрического состава донных отложений и взвешенных наносов в расширенном диапазоне размеров
4.1. Расширенная шкала гранулометрического анализа частиц наносов
4.2. Методы проведения гранулометрического анализа мельчайших частиц наносов
4.3. Исследование крупности частиц донных и взвешенных наносов в расширенном диапазоне размеров на Ладожском озере
4.4. Роль частиц наномасштабного диапазона в некоторых геоэкологических процессах
4.5. Методика определения гранулометрического состава частиц во всем диапазоне возможных размеров дисперсной гетерогенной системы
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Актуальность темы исследования.
В классической гидрологии суши наносами считаются твердые частицы, переносимые течениями и откладывающиеся в реках, озерах и водохранилищах. В зависимости от механизма транспортирования или расположения частиц наносы делятся на следующие группы [58,197,219]:
• взвешенные наносы (переносятся течением со скоростью практически равной скорости окружающих масс жидкости без контакта с дном или поддерживаются в толще водотока или водоема при определенных соотношениях гидравлической крупности частиц, продольных и вертикальных пульсационных скоростей воды и импульсов броуновского движения или находящиеся в толще водоема во взвешенном состоянии),
• влекомые наносы (частицы, движущиеся в придонном слое потока в периодическом контакте с дном путем скольжения, качения и сальтации с некоторым отставанием от окружающего потока),
• донные наносы водотоков (отложившиеся неподвижные наносы, преимущественно неорганического происхождения, формирующие русла потоков и их пойм или русловые образования),
• донные отложения водоемов (наносы, сформированные поступающими в водоем речными влекомыми и взвешенными наносами, результатами жизнедеятельности планктонных и бентосных сообществ и высшей водной растительности и отложившиеся на дне водоемов).
В зависимости от гидродинамических условий и крупности твердого материала частицы могут срываться со дна и переходить во влекомое или взвешенное состояние и наоборот. В свою очередь гидродинамические условия водных объектов в значительной степени зависят от физико-географических

Многоуровенные батометры могут использоваться и для простых измерений расходов влекомых наносов, однако, продолжительность времени между отборами проб, вследствие большего количества сеток с уловленными наносами, будет несколько увеличиваться.
Многоуровенный и удлиненный батометр с гибким дном прошли успешные полевые испытания на горных реках Тянь-Шаня и о-ва Западный Шпицберген, что будет показано ниже, и могут рекомендоваться для получения информации о стоке крупнофракционных влекомых наносов.
Приведенный выше анализ косвенных физических методов измерения транспорта влекомых наносов, позволил сделать вывод о перспективности метода, использующего эффект регистрации соударений движущихся частиц наносов со специальным приемным устройством для характеристики интенсивности их движения.
Как показали проведенные автором лабораторные и натурные эксперименты, в качестве наиболее подходящей конструкции приемного устройства следует считать вертикально установленную в потоке металлическую штангу круглого сечения.
При ударе частицы о штангу имеют место достаточно сложные физические процессы, детали которых в данной работе не исследуются. Ниже рассматривается лишь приближенная схема процесса, причем параметры получаемых при этом зависимостей, оценивались экспериментально. Принимается, что удар о металлическую штангу является абсолютно упругим. После такого удара частица изменяет направление скорости на противоположное, а модуль скорости Ув остается неизменным. Изменение количества движения частицы выражается равенством бри =2 т Ув. Изменение импульса того элемента штанги, который непосредственно реагирует на удар частицы обозначим через 6Р„ . Это изменение импульса равно Мш Уш , где Уш - скорость отклонения элемента штанги в месте удара, Мш - масса элемента