Транспорт наносов водными потоками на урбанизированных территориях в зимний период

• Автор: Грицук, Илья Игоревич
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Современные рекомендации по расчету транспорта наносов водными потоками

1.1 Характеристики течений в каналах с не размываемыми

границами

1.2 Распределение скоростей потока в зимний период

1.3 Движение наносов во взвешенном состоянии

1.4 Г рядовое движение наносов

1.5 Перенос наносов при дефиците сыпучего материала

1.6 Общий транспорт наносов

Глава 2. Натурные исследовании транспорта наносов

2.1 Описание объектов исследования
2.1.1 Описание объекта исследования на реке Оредеж
2.1.2 Описание объекта исследования на реке Истра
2.2. Методика проведения измерений
2.2.1 Методика проведения измерений на реке Оредеж
2.2.2 Методика проведения измерений на реке Истра
2.3. Основные результаты натурных исследований
2.3.1 Основные результаты натурных исследований на реке Оредеж
2.3.2 Основные результаты натурных исследований на реке Истра
Глава 3. Экспериментальные исследования транспорта наносов
3.1 Описание экспериментальной установки
3.2 Методика проведения измерений
3.3 Основные результаты экспериментальных исследований
Глава 4. Модели прогнозирования транспорта наносов водными потоками на урбанизированных территориях в зимний период
4.1 Концептуальные подходы к решению задачи
4.2 Закономерности формирования транспорта наносов водными потоками в зимний период
4.3 Модель для расчета транспорта наносов водным потоком на урбанизированной территории в зимний период
Заключение
Список используемой литературы


В плавно изменяющихся течениях с малыми числами Фруда, когда нормальные напряжения могут не учитываться, различие между обобщенной гипотезой Буссинеска и гипотезой Колмогорова исчезает. Из линейного распределения касательного напряжения и логарифмического профиля скорости, записанного для условий русла под ледяным покровом Х. Т. Шен и Т. Ут = 6 [(1-«)/ а ]'/2 (1-7) [] /(1-а)-1 ] для , (1. НГ1=г1 Н (1. Таким образом, логарифмическому профилю скорости в равномерном открытом или напорном потоке отвечает распределение коэффициента турбулентной вязкости по квадратной параболе с максимумом на середине радиуса. К.В. Гришаниным [] сопоставлено теоретическое распределение с опытными точками Никурадзе, полученными в гидравлически гладкой трубе широкого прямоугольного сечения. Как и следовало ожидать, расположение опытных точек согласуется с общим видом теоретической зависимости всюду, кроме приосевой области, где по формуле получается физически невозможный результат обращения коэффициента у^ в нуль. Экспериментальные результаты, полученные Х. М. Исмаилом [8] для потока в прямоугольном лотке, показали, что в центральной области величина у почти постоянна. Работа [4] альтернативна результатам работы [2]. Один из этих потоков имеет свободную поверхность, а другой покрыт ледяным покровом с некоторой шероховатостью. Ут-сЖ (1. Во всех трех случаях скорости подледных потоков меньше, чем скорости потоков со свободной поверхностью. Профили скорости в потоках подо льдом похожи на профили, измеренные П. А. Ларсеном [5], с градиентами, близкими к нулю з довольно значительной части центральной области потока. Это означает, что обычно проводимое разделение потока на два слоя может быть очень субъективным. Профили скорости для потоков со свободной поверхностью близки к логарифмике на % от глубины всех трех потоков, но оставшихся % вблизи свободной поверхности отличаются от логарифмического распределения. Этот результат согласуется с работой ], где была выдвинута гипотеза о том, что в широком открытом канале состоит из трех разных областей: области ламинарного подслоя, очень близкой к дну канала, внутренней турбулентной области на середине глубины и внешней турбулентной области вблизи свободной поверхности. Авторы утверждают, что логарифмическое распределение скорости применимо только к области внутренней турбулентности. Буссинеска, в то время как логарифмическое распределение скорости приводит к параболическому профилю для у . Исследованию динамики нестационарных подледных потоков в натурных условиях посвящено очень небольшое количество работ. Из них следует отметить работы [], [], [], в которых анализируются результаты натурных измерений приливных потоков, распространяющихся в устьях рек, покрытых ледяным покровом. В работе [] отмечено, что, к сожалению, из-за сложности исследований приливных течений в лабораторных условиях и, особенно в натуре турбулентность потоков, возникающих при наличии приливно-отливных явлений, изучена мало. Тем не менее, результаты выполненных к настоящему времени экспериментальных работ, посвященных исследованию турбулентных характеристик открытых потоков, в случае воздействия прилива показали некоторые характерные особенности, присущие потокам, имеющим фазы ускорения и замедления процесса. Было показано, что распределение по вертикали турбулентных касательных напряжений, интенсивности турбулентности, концентрации наносов, транспортируемых потоком, различаются при разных фазах течения и, что особенно важно, указанные характеристики принимают максимальные значения на фазе замедления течения. Этот результат согласуется и с приведенными данными из работы [7], полученными для лабораторных условий в случае закрытого потока. Аналогичный фазовый сдвиг был обнаружен также и для открытых потоков. Это указывает на то, что при использовании в расчетах приливных движений закона трения Маннинга-Стриклера коэффициент шероховатости, вообще говоря, нельзя считать постоянным. Целью эксперимента в работе [] была попытка получения данных об изменении коэффициента вертикального турбулентного обмена в приливном устье под ледяным покровом за приливной цикл.