Русловые процессы и их типизация - раздел Философия, Конспект лекций по курсу Гидрология Специальности: Мосты и транспортные тоннели Русло Управляет Потоком И Формирует Поле Скоростей, А Поток В Свою Очередь Вл...
Русло управляет потоком и формирует поле скоростей, а поток в свою очередь влияет на форму своего русла, производит размыв и намыв наносов, создает себе русло, отвечающее его скоростному полю. Такова диалектика взаимодействия потока и русла.
Русловой процесс– это изменение строения русла под действие силы текущей воды.
Русла обладают различной степенью устойчивости, которая в общем виде оценивается как отношение гидравлической крупностью наносов к уклону и глубине воды в русле. Под гидравлической крупностью частиц грунта понимается скорость их осаждения в воде. Она напрямую зависит от диаметра частиц.
Если в течение длительного времени, соизмеримого допустим со сроком службы ГТС, не происходит существенных деформаций русла, то такие русла называют устойчивыми, т.е. находящимся в динамическом равновесии.
Наиболее точно дать прогноз русловых деформаций, которые произойдут после, например, строительства плотины, моста или водозабора, можно на модельных установках в результате проведения экспериментальных исследований. Для крупных, ответственных сооружений такое моделирование считается целесообразным, несмотря на высокую их стоимость, т.к. это многократно окупается.
Что касается использования для прогнозов деформаций русла математического моделирования, способного заменить или дополнить физическое моделирование, то в настоящее время оно имеет место в случаях решения некоторых частных задач. Основная нерешенная проблема внедрения математического моделирования недостаточность данных для определения параметров моделей.
Для практических расчетов разработан ряд эмпирических и полуэмпирических формул, по которым определяют заиление водохранилищ, размывы русла под мостами и в нижнем бъефе ГЭС, у причальных стенок и т.д. Причем, эмпирические параметры этих формул определены по натурным данным, а теоретическая их основа – закономерности движения потока, уравнение баланса наносов, размывающая скорость и др. Некоторые из них вошли в нормативные документы по проектированию ГТС.
Деформация русла и поймы, возникающая вследствие взаимодействия различных факторов режима, стока, характера грунта дна русла и берегов, уклонов, строения долин и пр. обуславливают формирование различных типов русловых процессов.
В настоящее время принята и используется в практике проектирования ГТС типизация русловых процессов, основанная на гидроморфологической теории, разработанной в ГГИ. Предложено рассматривать 7 типов русловых процессов (рис.26).
Рис. 26. Типы руслового процесса и их основные измерители.
1 - ленточногрядовый тип (lг - шаг ленточных гряд); 2 - побочневый тип
Для каждого типа руслового процесса свойственно определенное сочетание или отношение ширины долины к ширины русла ( от 2 для русел ленточно-грядового типа до 18 для русел с пойменной многорукавностью), а также соотношения их уклонов.
1.Ленточно-грядовый:
В русле происходит движение системы гряд, искривленных в плане под влиянием донных скоростей. Русло слабоизвилистое, движение гряд происходит при повышенной водности до 200…300 м в год. Шаг ленточных гряд равен в среднем 8 ширинам русла.
Створ МП рекомендуется располагать нормально к руслу. За период эксплуатации МП через его створ пройдет много гряд. Поэтому для расчета общего размыва подмостового русла необходимо иметь два характерных профиля живого сечения: по гребню гряды и по подвалью. По гребню принимают наименьшие глубины до размыва и наибольший коэффициент общего размыва. По подвалью – наибольшие глубины до размыва и наименьший коэффициент размыва. Плановые деформации берегов русла происходят весьма медленно, поэтому, при проектировании их не учитывают.
2. Побочневый:
Это тот же ленточно-грядовый, наблюдаемый в паводок. Гребни гряд (перекаты) перекошены от берега к берегу. Повышенная часть гряды в межень освобождается от воды, образуя песчаные побочни (пляжи).
Створ МП также располагается нормально, независимо от положения меженного русла. При проектировании необходимо учитывать движение побочней через МП. Для этого расчеты размыва ведут для трех профилей живого сечения. (1 – когда максимальная глубина распроложена у левого берега, 2 - когда у правого, 3 – когда перекат имеет наибольшую глубину). Струенаправляющие дамбы проектируют так, чтобы они обеспечивали бы по возможности наименьшие нарушения естественного РП и направляли бы пойменные потоки в пойменные части мостового отверстия. Причем, отверстие МП должно быть не меньше ширины его гланого русла.
высшего профессионального образования... Петербургский Государственный университет путей сообщения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Русловые процессы и их типизация
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Предмет гидрологии
Гидрология– наука, изучающая гидросферу, её свойства, процессы и явления, связанные с поверхностными водами. протекающие в ней во взаимосвязи с атмосферой, литосферой и биосферой.
Распределение и круговорот воды на Земле
В Мировой океанесодержится 1340*106 км3 воды. Поверхность Океана – 71% от общей площади Земли. Таким образом, если воду Океана равномерно распределить по всей
Водный баланс
Для оценки круговоротов воды используется метод водного баланса,который является частным случаем закона сохранения вещества в природе. Он основан на очевидном свойстве: разность ме
Водные ресурсы и водообеспеченность
В общем виде водными ресурсами называют воды Земли, пригодные для использования человеком в процессе его жизнедеятельности.
К ним относят относят все воды на Земном шаре, за исключением во
Гидрографическая сеть суши
Вода, поступающая на поверхность земли в виде осадков, талой воды или выходящая из подземных источников, собирается в понижениях рельефа и стекает под действием силы тяжести, образуя отдельные стру
Основные элементы речных систем
Рекойназывают водный поток сравнительно больших размеров, текущий в разработанном им русле и питающийся за счет поверхностного (склонового) и подземного стока.
Совокупност
Тип питания рек. Фазы водного режима
Питание рек происходит поверхностными и подземными водами. Поверхностное питание в свою очередь подразделяется на снеговое, дождевое и ледниковое.
Снеговоепитание рек обус
Гидрограф стока
Общее представление о гидрологическом режиме реки даёт гидрограф стока – хронологический график изменения расхода воды в течение года или сезона в данном конкретном створе водотока
Характеристики и факторы стока
Основными характеристиками гидрологического режима водотоков, которые наиболее часто используются в практических целях, являютсяречной сток и уровни воды.
Для характеристи
Связь расходов и уровней воды
Между расходами и уровнями воды в реке существует достаточно тесная связь. Кривую этой связи называют кривой расходов воды (рис.7).
Рис. 7. Кривые расходов (1), площад
Ледовый режим рек
Значительное влияние на работу ГТС на территории России оказывает ледовый режим водного объекта. Поэтому его необходимо учитывать при их проектировании и эксплуатации.
Весь зимний период р
Мониторинг состояния водных объектов
При проектировании и эксплуатации ГТС: системы водоснабжения и водоотведения, мостовые переходы, водопропускные сооружения и пр., необходимо располагать определенным объемом информации о состоянии
Основы гидрологических расчетов
На любом водном объекте (река, озеро, водохранилище, болото и т.д.) происходят постоянные изменения уровня и стока воды, её температуры и химизма, режима наносов, русловых деформаци
Характеристик. Расчеты стока воды
1. Принципы формирования стока талых и дождевых вод со склонов водосбора в гидрографическую сеть можно представить в виде схем взаимодействия элементов водного бала
Гидрологических характеристик
На практических занятиях даются понятия о расчетных гидрологических характеристиках (РГХ). В зависимости от наличия данных наблюдений за расходами и уровнем воды в реках для определения РГХ применя
Максимальные расчетные расходы воды
Максимальным расчетным расходом воды (Qp%) называется расход воды, на пропуск которого рассчитываются размеры плотин, мостов и труб. Расчетная вероятность превышения этого расхода Р% зависит от кап
Максимальные расходы дождевых паводков
Для площадей водосбора в тундровой или лесной зонах более 200 км2 расчеты ведутся по редукционной формуле 1 типа (СП):
Qp% = q200 * (200 / F)n
Внутригодовое распределение стока воды
Для решения большинства практических задач недостаточно определить объемы (слои) стока за год, половодье или паводок. Необходимо знать распределение стока внутри года, и прежде всего, в наиболее кр
Минимальный сток
Минимальным стоком называется сток, который проходит в реках в летне-осеннюю и зимнюю межень, когда река переходит на грунтовое питание, а поверхностный сток прекращается.
В тундровой и ле
Расчетные гидрографы стока воды
Расчетные гидрографы (РГ) стока необходимы для проектирования водохранилищ, в расчетах отверстий при пропуске высоких вод, при затоплении пойм и лиманов и др.
Форма расчетных гидрографов п
Воды в реках.
1. Закономерности движенияводы в реках изучаются гидравликой и гидромеханикой.
Вода двигается под действие силы тяжести. Скорость течения зависит от величины составляющей
Движение паводочной волны
Установившейся режим движения воды в реках нарушается при резком увеличении притока воды, например, в период половодья, паводков и попусков из водохранилищ. В этих случаях происходит формирование п
По живому сечению реки
В реках имеет место развитое турбулентное движение воды, в связи с чем наблюдается пульсация скоростей.
Скорость в точке потока (актуальную) можно представить в виде суммы осредненной скор
Циркуляция воды в руслах рек
В руслах рек существует три вида течения: верховое, сходящееся, клинообразное и низовое, расходящееся.
Классическая форма циркуляции на прямых участках имеет вид (рис.17).
Причино
Основные положения
Сток воды в большинстве рек РФ внутри года и в многолетнем разрезе распределяется неравномерно. Свыше 70…80% стока приходится на многоводный период прохождения половодья и паводков, продолжительнос
Водохозяйственные балансы
Задачи эффективного использования водных ресурсов и регулирования стока должны решаться только на основе составления водохозяйственных балансов (ВХБ) по бассейнам рек, районам и регионам РФ.
Основы расчета водохранилищ
Основными характеристиками водохранилищ являются (рис. 19):
По уровню воды – НПУ, ФПУ, УМО.
По объему воды:полный объем – V ( НПУ – дно ), полезн
Диспетчерский график водохранилища
В период эксплуатации ни одно из ВДХ не работает в режиме постоянной отдачи. В многоводные периоды и годы образуются излишки воды, которые сбрасываются из ВДХ. В маловодные годы и периоды неизбежно
Противопаводковые водохранилища
Выше были рассмотрены основные методы расчета запасных водохранилищ сезонного и многолетнего регулирования стока.
ЗадерживающиеВДХ, как отмечено выше, слу
Структура речного русла
Русло в плане имеет, как правило, извилистую форму. По генезису различают два вида речных извилин:
Орографические. Обусловлены наличием в русле каких либо местных сопротивлений, например,
Твердый сток
Энергия потока расходуется на преодоление сопротивления со стороны дна и берегов, а также на размыв и перенос грунта со склонов водосбора в водоприемник. Уровень воды в водоприемнике представляет д
Мостовых переходов через водотоки
Основные гидрологические требования к выбору трасс МП с учетом типа русловых процессов, который наблюдаются в створе проектируемого МП, были изложены на прошлой лекции.
Для определения пар
Морфометрические работы
При отсутствии или недостаточности данных по стоку и уровнями воды в створе проектируемого МП проводят морфометрические работы. Их цель – установить значения РГХ на основании данных измерений попер
С водомерных постов в створ МП
В случае расположения водомерного поста в непосредственной близости от створа МП, перенос уровней Нр% (Нн%) с поста в створ МП производят по уклону водной поверхности в паводок, т.е.: Нр% (МП) = Нр
Мостовых переходов
Согласно указаниям СНиП 2.05.03 – 84. Мосты и трубы. М., 1996 г. отверстия МП рассчитываются на пропуск расчетного расхода 1% или 2% вероятности превышения Qр% при расчетном уровне воды той же веро
По балансу наносов
Расчеты основаны на совместном решении уравнений неразрывности потока, баланса наносов и формул для определения расхода влекомых наносов.
Дифференциальное уравнение баланса наносов в створ
Основные регуляционные сооружения (РС) МП
Предназначены для регулирования водных потоков, пересекаемых дорогой, в т.ч. мостовыми переходами. С этой целью у МП возводят комплекс сооружений, которые должны обеспечить плавный ввод пойменного
И срезка грунта
Как известно, водопропускная способность МП зависит от формы поперечного сечения под мостом. В большинстве случаев форма живого сечения потока под мостом занимает промежуточное положение от треугол
Основы гидрометрии
При проектировании и эксплуатации ГТС, включая, системы водоснабжения и водоотведения, мостовые переходы, водопропускные сооружения и пр., необходимо располагать определенным объемом информации о с
Плотины
Плотины – водоподпорные ГТС, перегораживающие водоток и его долину и служащие для создания запасов воды в запасных водохранилищах или же для снижения максимальных расходов воды в реке (противопавод
Критические
Wв - при ФПУ
Wф - при нарушении работы противофильтрационных
устройств
Wс - сейсмическое воздействие
В зависимости от величин и сочетания всех ук
Грунтовые плотины (ГП).
ГП возводятся из местного грунта или из грунтов ближайших карьеров.
К преимуществам ГП можно отнести:
а) невысокую стоимость строительного материала – грунта,
б) возможно
Водопропускные сооружения (ВПС)
ВПС предназначены для пропуска воды из ВБ водохранилища в НБ.
По назначению различают следующие виды ВПС:
а) водосброс – ГТС, предназначенное для сброса воды во избежания переполн
Системы водоснабжения
В результате ИГИ на стадии обоснования инвестиций в строительство систем водоснабжениядолжна быть дана оценка:
водного объекта, выбранного в качестве исто
Системы водоотведения
Инженерно-гидрометеорологические изыскания для обоснования инвестиций в строительство системводоотведенияи прежде всего выпусков сбросных вод с УТ должны предусмат
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов