Совершенствование методов борьбы с ледовыми явлениями на незарегулированных водотоках

• Автор: Верхоглядов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание.
Введение.

Глава 1. Ледовые процессы на водотоках в период ледохода.

1.1. Ледоход на территории России.

1.2. Ледовые затруднения в период ледохода.

1.3. Ледоход на реках Дальнего Востока.

1.4. Ледовый режим многорукавного русла.

1.5. Заторные явления на незарегулированных участках рек

Выводы по главе 1.

Глава 2. Моделирование ледовых явлений и потоков

с ледовыми образованиями.

2.1. Моделирование ледовых явлений.
2.2. Кинематика ледохода.
2.3.Метод борьбы с заторообразованием
разломом льдин на затопленном ледобое.
2.4. Расчет параметров конструкции широкого порога
затопленного ледобоя.
2.5. Расчет напряжений, возникающих в ледовом поле.
Выводы по главе 2.
Г лава 3. Физическое моделирование ледохода
на равнинной реке с инженерным сооружением.
3.3. Постановка задачи. 3.2.Описание условий создания модели
и проведения лабораторных исследований.
3.3. Планирование эксперимента
3.4. Результаты моделирования редкого ледохода.
3.5. Статистическая обработка экспериментальных данных.
3.6. Построение исправленных полей скоростей.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Моделирование ледовых затруднений на мостовом переходе в электронной среде.
4.1. Назначение модели.
4.2 Математическое основание модели и исходные данные.
4.3. Практическая реализация и структура модели.
4.4. Результаты моделирования.
Выводы по главе 4.
Выводы по работе.
Список литерату


Наконец, серьезное влияние на характер вскрытия реки оказывают количество снега в бассейне и ход температур воздуха в весенний период. Так, например, в районах Забайкалья и Дальнего Востока из-за недостаточного количества осадков в виде снега ледоход протекает при низких горизонтах, более или менее спокойно, несмотря на значительную толщину ледяного покрова. Затяжная весна способствует постепенному таянию ледяного покрова еще до вскрытия и спокойному ледоходу. Подводя итог, можно заключить, что на территории России мы имеем возможность наблюдать: тяжелый ледоход — на реках Севера, в среднем и нижнем течении крупных рек Сибири; сильный — в верхнем течении крупных рек Сибири, на реках Урала и севера Европейской части России, слабый ледоход — на реках южной и западной части России []. Ледовые затруднения в период ледохода. Понимание физических процессов, происходящих в потоке, несущем ледовые включения, позволяет прогнозировать характер ледохода, его сроки и уровни воды, разрабатывать инженерные решения, позволяющие предотвращать паводки, вызванные ледовыми явлениями. Заторы льда, являясь основным негативным последствием ледохода, представляют собой скопление ледяного материала в русле реки, стесняющее живое сечение, вызывая тем самым подъем уровня воды, ведущий иногда к значительным затоплениям территории. Нередко заторы образуются под действием увеличения расхода воды в половодье или паводков весной, в случае зимних оттепелей заторы могут образовываться и зимой. Для ряда рек также важен учет муссонных паводков, подчас кардинально меняющих рисунок русла. Причиной возникновения заторов является неодновременность вскрытия по длине реки и затруднения в транспортировке ледяного материала [, ]. Неодновременность вскрытия определяется различием в толщинах и прочности льда на разных участках реки. Затруднения в транспортировке льда связаны с морфометрическими условиями реки: резкий перелом продольного профиля, сужения, излучины, острова, инженерные сооружения. Так же влияет на движение льда кромка ледяного покрова, которая остановилось и закупорила проход. Таким образом, к числу основных факторов, от которых зависят образование и мощность затора, относятся []: морфометрия русла, толщина, прочность и количество льда, интенсивность притока воды, скорость течения, температурные условия, выклинивания подпора. Неблагоприятное сочетание данных факторов ведет к возникновению угрозы наводнения или необратимых деформаций инженерных сооружений. Сочетание этих факторов, роль превалирующих меняется не только от места к месту, но и в разные годы, создают большой элемент случайности в распространении заторов по территории страны. Однако можно выделить места, где они образуются почти ежегодно с той или иной степенью мощности. Заторы весной нередко образуются там, где были зажоры при осеннем замерзании. За зиму шуга уплотняется, смерзаясь со льдом, приобретает большую прочность и является очагом образования заторов весной либо создает аварийные нагрузки на расположенные ниже по течению гидроузлы, что представляет особую опасность для подвижных частей гидроузлов (затворы, решетки, элементы шлюзов и другие) [, ]. Осенний ледоход связан с движением в потоке внутриводного льда, шуги и обломков заберегов, характерным для предледоставного периода зимнего режима природного водотока. Речной лед в первую очередь движется течением воды []. Во время периода формирования шуги прежде, чем сформируется стационарный покров, частницы внутриводного льда ведут себя скорее как тонкие взвеси, способные к всплытию [3]. Таким образом, движение внутриводного льда противоположно переносу взвесей, оседающих на внутренней стороне поворотов. То же самое течение приводит к накоплению частиц шуги на внешней стороне поворотов. Подобным же образом шуга всплывает вверх в районах медленного течения. Когда частицы шуги и обломки льда пересыщают сечение водотока и течение замедляется, поток воды часто вырабатывает каналы в массе льда, которые могут меандрировать от берега до берега, даже если первоначальное русло прямое.