Введение к работе
Актуальность темы. Плановые деформации эечных русел, обусловленные процессом меандрирования, являются іричиной многих затруднений при поддержании судоходных условий іа внутренних водных путях, а также при эксплуатации береговых вооружений, таких как переходы линий электропередач, выпуски зточных вод, промышленные и гражданские водозаборы. В основе про-десса меандрирования лежат явления размыва вогнутых берегов и уг-іубления дна под этими берегами. С гидромеханической точки зрения эти явления есть следствие возникновения в изогнутом потоке поперечных сил, вызывающих движение поверхностных слоев потока к вогнутому, а донных слоев - к-выпуклому берегу. По мере развития излучины интенсивность размыва сначала нарастает, затем замедляется и, наконец, в последней стадии, предшествующей прорыву перешейка, эбращается в ноль. Ыеандрирование представляет собой наиболее распространенный тип руслового процесса, и, следовательно, затруд« нения, которые оно вызывает в хозяйственном использовании рек, име-ат массовый характер. Для водных путей меандрирование означает прогрессирующее искривление русла, трудности в проводке большегрузных составов, особенно плотовых, и увеличение длины пути. Попытки остановить или хотя бы задержать развитие меандр предпринимались много раз, однако, общепринятой методики таких мероприятий нет.
Задачи диссертационной работы. Наблюдения над развитием меандр и практика выправительных работ на меандрирующих реках приводят к выводу, что реальные успехи в остановке процесса меандрирования могут быть достигнуты лишь в начальной стадии этого процесса, когда деформации русла еще неве-
лики и интенсивность размыва вогнутого берега ограничена. Иными словами, выправительные работы этого рода должны иметь профилактический характер. Исходя из этой принципиальной установки, были сформулированы следующие задачи диссертационной работы:
-
теоретически исследовать начальную стадию меандрирования и получить количественное описание развития планового очертания русла в этой стадии;
-
разработать общую схему защиты вогнутого берега от размыва;
-
выполнить лабораторные исследования на жесткой русловой модели и на основании опытов принять окончательные решения о компоновке и размерах выправительных сооружений. В опытах должна быть изучена кинематика потока по всей ширине русла и оценено влияние выправительных'работ на положение свободной поверхности потока.
Научная новизна работы .В диссертации впервые дано аналитическое выражение для скорости отступания вогнутого берега в начальной стадии развития этого процесса. Полученная зависимость подтверждается натурными данными. Впервые с помо -щью экспериментов на гидравлической модели показано, что берегозащитные шпоры с горизонтальным или слабо наклонным гребнем не улучшают, а ослабляют устойчивость берегового откоса в зоне уровней, превышающих отметки гребня, и, следовательно, предпочтение должно отдаваться сооружениям с крутым уклоном гребня.
Практическая значимость работы состоит в том, что, располагая весьма ограниченными данными о ходе размыва вогнутого берега, можно предсказать дальнейшее развитие этого процесса на период порядка нескольких лет и тем самым определить объемы необходимых мероприятий.
Сделанные в диссертации выводы.относительно конструктивного типа берегозащитных сооружений будут показаны в практике проектирования.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на семинаре кафедра водных путей и водных изысканий Ленинградского института водного транспорта.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из предисловия, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основное содержание работы изложено на 93 страницах машинописного текста, 5 таблицах и 65 рисунках.