Delist.ru

Вдольбереговой перенос галечных и песчаных неоднородных наносов при наличии поперечных гидротехнических сооружений (18.05.2010)

Автор: Бондарева Елена Владимировна

БОНДАРЕВА ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

ВДОЛЬБЕРЕГОВОЙ ПЕРЕНОС ГАЛЕЧНЫХ И ПЕСЧАНЫХ

НЕОДНОРОДНЫХ НАНОСОВ ПРИ НАЛИЧИИ

ПОПЕРЕЧНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Специальность 05.23.16. – Гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель

Доктор технических наук, профессор

Кантаржи Игорь Григорьевич

Официальные оппоненты Доктор технических наук

Шахин Виктор Миронович

Кандидат технических наук, доцент

Корчагин Евгений Александрович

Ведущая организация ООО НПЦ «Берегозащита»

Защита состоится «___» ____________ 2010 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.03 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: г. Москва, ул. Спартаковская, д. 2/1, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан «___» ______________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Г.В.Орехов

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследований. В последние годы в Российской Федерации достаточно интенсивно проектируются и строятся морские порты, активно ведется строительство морских трубопроводов, для выхода которых на берег обычно сооружаются поперечные защитные дамбы. Такие сооружения могут приводить к разрушению берегов, так же как оградительные сооружения портов, которые, выходя на значительные глубины, перехватывают вдольбереговой поток наносов.

Существующие исследования перемещения наносов в береговой зоне моря и разработанные на их основе модели и расчетные методы позволяют решать многие инженерные задачи, связанные с транспортом наносов и их взаимодействием с гидротехническими сооружениями. Вместе с тем, остаются вопросы, требующие дополнительных исследований.

С одной стороны, в инженерных расчетах для оценки расходов песчаных и галечных наносов используются различные зависимости, включающие средний или другой репрезентативный диаметр наносов, а с другой - реальные пляжи обычно неоднородны по своему составу. Так, например, приглубые берега Черного моря (побережье Большого Сочи) сложены песчано-гравийно-галечными наносами с диаметрами частиц гравийно-галечных фракций от 1,0 до 50,0 мм. Отмелые берега помимо песчаных наносов с диаметрами частиц примерно от 0,1 до 1,0 мм, могут включать и иловые фракции, и крупные включения, вплоть до валунов. Анализ инженерно-геологических изысканий и экспериментальных исследований также показывают, что материал пляжа в его надводной и подводной частях неравномерно распределяется по поперечному профилю. Это может быть вызвано неоднородным исходным распределением материала пляжа или неоднородным по составу карьерным материалом, используемым для пополнения пляжа, которые при обработке волнением подвергаются сортировке по крупности вдоль поперечного профиля. Такое перераспределение материала характерно как для песчаных, так и для галечных пляжей. На рис. 1 приведены поперечные профили песчаного и галечного пляжей в местности Терсчеллинг (Голландия) и в Имеретинской низменности (г. Сочи, Россия).

Рис. 1. Примеры неоднородного по грансоставу поперечного профиля пляжа

а) галечный пляж (Имеретинская низменность, Сочи);

б) песчаный пляж (Терсчеллинг, Голландия)

Таким образом, если для решения инженерных задач береговой гидравлики, связанных с транспортом наносов, использовать существующие формулы по расчету расхода только песчаных или только галечных наносов, для участка берега, сложенного их смесью, то это может привести к снижению достоверности результатов расчета. Например, в прогнозах взаимодействия перемещаемых наносов в береговой зоне моря с оградительными сооружениями.

Цель работы - развитие метода расчета интегрального вдольберегового потока наносов для обеспечения удовлетворительных прогнозов воздействия поперечных гидротехнических сооружений на прилегающие участки береговой зоны в условиях неоднородных песчаных и галечных пляжей.

В соответствии с поставленной целью и на основе анализа результатов предыдущих исследований в задачи диссертационной работы входило:

1. Разработать модель вдольберегового транспорта неоднородных по составу наносов применительно к условиям галечных и песчаных пляжей.

2. Калибровать и верифицировать разработанную модель вдольбере-гового транспорта неоднородных наносов на основе результатов численного моделирования, данных натурных и лабораторных опытов.

3. Исследовать влияние неоднородного распределения материала вдоль поперечного профиля пляжа на расчет интегрального вдольберегового расхода наносов применительно к неоднородным галечным и песчаным пляжам.

4. Разработать математическую модель переформирования неоднород-ного по составу пляжа в окрестности поперечных гидротехнических сооружений, основанную на едином подходе по определению интегрального вдольберегового переноса неоднородных наносов на галечных и песчаных пляжах, с учетом дифракции волн в зоне влияния сооружения.

5. Применить разработанные методики и модели для расчетов вдольберегового переноса наносов и переформирования пляжа на реальных объектах Черноморского побережья России.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы:

1. Теоретические исследования и математическое моделирование вдольберегового переноса песчаных и галечных наносов с учетом неравномерного распределения диаметра частиц наносов вдоль поперечного профиля пляжа.

2. Гидравлическое моделирование динамики пляжа в межбунном отсеке с учетом дифракции волн для сопоставления с предложенными расчетными

загрузка...