Вдольбереговой перенос галечных и песчаных неоднородных наносов при наличии поперечных гидротехнических сооружений

• Автор: Бондарева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ВДОЛЬБЕРЕГОВОГО ПЕРЕНОСА НАНОСОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПОПЕРЕЧНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Вдольбереговой перенос песчаных и галечных наносов

1.1.1. Особенности динамики галечной прибойной зоны.

1.1.2. Существующие подходы к расчету транспорта песчаных и галечных наносов. Преимущества и недостатки формул, определяющих вдольбереговой расход наносов, основанных на энергетическом подходе

1.1.3. Эффекты неоднородности пляжного материала.

1.2. Типы и конструкции гидротехнических сооружений, влияющих на изменение конфигурации береговой линии.
1.2.1. Характер взаимодействия вдольберегового потока наносов с поперечными гидротехническими сооружениями

1.2.2. Типы и конструкции поперечных гидросооружений.

1.3. Модели взаимодействия наносов с поперечными гидротехническими сооружениями.

1.3.1. Кратковременные и долговременные изменения береговой линии, обусловленные береговыми сооружениями
1.3.2. Существующие модели переформирования береговой линии в окрестности гидросооружений.
1.4. Цель и задачи диссертационного исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ВДОЛЬБЕРЕГОВОГО ТРАНСПОРТА ПЕСЧАНЫХ И ГАЛЕЧНЫХ НАНОСОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПОПЕРЕЧНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
2.1. Модификация формул вдольберегового переноса наносов применительно к условиям галечных и песчаных пляжей с учетом мультифракционности материала.
2.2. Математическая модель переформирования береговой линии при наличии поперечных гидротехнических сооружений
2.2.1. Постановка задачи.
2.2.2. Численное решение.
2.2.3. Влияние дифракции волн
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛЯЖА ПРИ НАЛИЧИИ ПОПЕРЕЧНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.
3.1. Цели и задачи экспериментов
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.2.1. Методика гидравлического моделирования
3.2.2. Экспериментальная установка.
3.3. Исследование эволюции береговой линии при наличии поперечных берегозащитных сооружений
3.3.1. Исходные данные проведения экспериментов
3.3.2. Результаты экспериментальных исследований.
ГЛАВА 4. КАЛИБРОВКА И ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ ВДОЛЬБЕРЕГОВОГО ТРАНСПОРТА ПЕСЧАНЫХ И ГАЛЕЧНЫХ НАНОСОВ.
4.1. Калибровка модели на основе результатов численного моделирования
4.2. Калибровка модели на основе сравнения с результатами экспериментальных исследований
4.3. Верификация модели на основе сравнения с данными натурных
измерений.
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ВДОЛЬБЕРЕГОВОГО ТРАНСПОРТА НАНОСОВ И ПЕРЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛЯЖА НА ОБЪЕКТАХ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ РОССИИ
5.1. Прогнозирование динамики пляжа в окрестности берегозащитных сооружений пансионата ОАО санаторий Автотранспортник России
5.1.1. Исходные данные для расчетов
5.1.2. Результаты моделирования
5.2. Прогнозирование размывов пляжа вблизи оградительных молов проектируемого второго грузового района морского порта СочиПсоу
5.2.1. Исходные данные для расчетов
5.2.2. Результаты моделирования
5.3. Прогнозирование размывов пляжа вблизи оградительных молов проектируемого нового грузового района морского порта СочиУ чДере
5.3.1. Исходные данные для расчетов
5.3.2. Результаты моделирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Сравниваются расчеты переформирования пляжа с результатами экспериментальных исследований. Математическая модель переформирования береговой линии при наличии поперечных гидротехнических сооружений. Третья глава Экспериментальные исследования устойчивости пляжа при наличии поперечных гидротехнических сооружений представляет методику и результаты экспериментальных исследований в волновом бассейне НИЦ Морские берега. Исследование эволюции береговой линии при наличии поперечных берегозащитных сооружений. Прогнозирование размывов пляжа вблизи оградительных молов проектируемого нового грузового района морского порта Сочи УчДере. В заключении перечислены основные выводы по результатам диссертационного исследования. Диссертация изложена на 8 страницах текста, включает рисунка, таблиц, список литературы из наименований, 2 приложения. Автор выражает благодарность к. В. А. Петрову за помощь в организации и проведении экспериментальных исследований, к. Ю. И. Дрейзису за внимание к работе и обсуждение методики и результатов исследований. ГЛАВА 1. Процессы транспорта наносов 1алечного пляжа имеют серьезные отличия от процессов перемещения наносов песчаного пляжа . Причиной является специфические свойства галечного пляжа, характерной особенностью которого является наличие более крутых уклонов берега, в отличие от песчаных пляжей. Это вызывает ряд характерных особенностей процессов для галечных пляжей. Волны обрушаются относительно близко у уреза воды, и диссипация энергии при обрушении сконцентрирована в более узкой области, чем у песчаных пляжей. То есть, галечные пляжи обладают более узкой прибойной зоной. Важным следствием этого, является то, что зона наката волн может иметь ширину, подобную ширине зоны прибоя, и, соответственно, транспорт наносов в такой зоне может быть значительнее, чем на песчаных пляжах. Процессы рефракции волн также ограничены более узкой зоной, чем у песчаных пляжей. Галечный пляж имеет достаточно высокую гидравлическую проницаемость. Это увеличивает способность к проникновению гальки в течение в зоне наката. Все это является причиной пульсации давления в теле пляжа и приводит к тому, что частички на поверхности пляжного откоса более подвижны. Галечные наносы обладают высокой подвижностью, несмотря на большие размеры зерна средний размер зерна наносов на типичном галечном пляже расположен в диапазоне от до мм . Из отмеченных особенностей процессов на галечных пляжах следует, что суммарный вдольбереговой перенос наносов на галечных пляжах может быть относительно больше, чем на песчаных, при прочих равных условиях. И это несмотря на большую крупность галечного материала. Необходимо отметить, что изза трудностей натурных измерений на галечных пляжах до сих пор недостаточно изучены процессы его взаимодействия с волнением, и нет полного понимания процессов перемещения наносов на них, в отличие от песчаных пляжей, где эти процессы изучены более подробно, в том числе в натурных условиях. Большинство исследований транспорта наносов и развитие как численных, так и аналитических моделей концентрируются на влиянии размера наносов на его транспорт. Однако именно специфика процессов галечного пляжа также влияет на процесс переноса наносов. Существующие подходы к расчету транспорта песчаных и галечных наносов. К определению вдольберегового расхода наносов существуют различные подходы энергетический, баланса сил, на основе анализа размерности , , , , ,,, , , . То на придонные касательные напряжения от волн на течении . Так получены известные зависимости i, i, , , . Такой подход в русловой динамике наносов опирается на уравнения , , в котором расход наносов пропорционален придонному касательному напряжению. Либо используется метод i, , в котором расход наносов пропорционален энергии водного потока. Из всех подходов чаще используется энергетический подход, который способен давать оценку расхода, как на галечных, так и на песчаных пляжах , , . Он основан на том, что расход наносов в водном потоке пропорционален диссипации энергии потока. I 1. В 1.