Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.22.17
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 1999
  • Место защиты: Санкт-Петербург
  • Количество страниц: 221 с. : ил.
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек
Оглавление Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек
Содержание Математическое моделирование влияния дноуглубительных работ и разработки подводных карьеров на русла судоходных рек

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ОДНОМЕРНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И НАНОСОВ В ДЕФОРМИРУЕМЫХ РУСЛАХ
2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТМЕТОК СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ДЕФОРМАЦИЙ ДНА РЕЧНОГО ПОТОКА ПРИ ОДНОМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ
2.1. Исходные уравнения, начальные и граничные
условия
2.2. Учет гидравлического сопротивления русел
2.3. Используемые методы численного решения задачи
2.3.1. Совместное решение уравнении'движения и
баланса наносов
2.3.2. Решение уравнений движения и баланса наносов методом расщепления
2.4. Схематизация поперечных сечений
2.4.1. Предположение о параболической форме
поперечных сечений
2.4.2. Учет фактической формы поперечных сечений
3. ВЫЧИСЛЕНИЕ РАСХОДА НАНОСОВ
3.1. Выбор формул расхода наносов
3.2. Сравнительный анализ формул расхода наносов
3.3. Пофракционный расчет расхода наносов
4. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О СНИЖЕНИИ КРИВОЙ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
ИНТЕНСИВНЫХ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
4.1. Влияние интенсивных дноуглубительных работ
на режим речного русла
4.2. Построение кривых свободной поверхности для оценки негативных последствий производства интенсивных дноуглубительных работ

4.2.1. Вычисление отметок свободной поверхности при интенсивном дноуглублении с учетом параболической формы поперечных сечений
4.2.2. Вычисление отметок свободной поверхности при интенсивном дноуглублении с учетом фактической формы поперечных сечений
4.3. Расчет отметок кривой свободной поверхности и русловых деформаций при интенсивном
днугдублении
5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСВОЕНИЯ ПОДВОДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАЗРАБОТКОЙ К НЕМУ ПОДХОДНОГО КАНАЛА
5.1. Влияние подводной добычи нерудных строительных материалов на режим речного русла
5.2. Расчет понижения уровней воды при разработке подводных карьеров и подходных каналов к ним
5.2.1. Построение кривых свободной поверхности при освоении подводньх месторождений НСМ с учетом параболической формы поперечных сечений
5.2.2. Построение кривых свободной поверхности при освоении подводньх месторождений НСМ с учетом фактической формы поперечных сечений
5.3. Моделирование влияния длительной разработки
подводньх карьеров и производства дноуглубительных работ на уровенный и русловой режимы рек
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время, несмотря на снижение объемов перевозок, внутренний водный транспорт продолжает занимать важное место в транспортной системе Российской Федерации. Роль речных перевозок особенно велика на Крайнем Севере нашей страны, в Сибири, на Дальнем Востоке, т.е. в регионах с недостаточно сильно развитой сетью железных и автомобильных дорог. Во многих случаях речной транспорт является главным, а иногда и единственным путем перевозки грузов и пассажиров, обеспечивая массовую доставку грузов потребителям и значительно превосходя по экономическим показателям другие виды транспорта.
Для поддержания внутренних водных путей в судоходном состоянии могут применяться различные методы: строительство
универсальных гидроузлов комплексного назначения с образованием крупных водохранилищ; транспортное шлюзование рек; производство на судоходных реках комплекса путевых работ, к которым относятся расстановка и обслуживание навигационных знаков, дноуглубление, выправление, траление, руслоочищение и некоторые другие виды. Значительная часть внутренних водных путей России находится в свободном состоянии и требует для обеспечения бесперебойного и безопасного судоходства регулярного производства путевых работ.
Одним из основных видов путевых работ является дноуглубление, когда при помощи специальных дноуглубительных снарядов (многочерпаковых и землесосов) грунт на перекатах перемещается за пределы судового хода для обеспечения на нем заданных габаритов пути. Полученные в результате этих действий дноуглубительные прорези используются для движения судов и плотов. Дноуглубительные работы делятся на два основных вида: капитальные и эксплуатационные. Капитальное дноуглубле-

деформациях дна речного потока как правило основывается на системе одномерных уравнений Сен-Венана, дополненной уравнением баланса наносов.
2. Выбор формул для расчета сопротивления движению потока и расхода наносов, замыкающих систему исходных дифференциальных уравнений, затруднен ввиду отсутствия общепринятых методов определения этих параметров. Для обеспечения достаточной универсальности создаваемой математической модели необходимо включить в нее несколько таких формул. Способ учета сил гидравлического трения и используемые формулы расхода наносов в значительной степени определяют достоверность полученных на математической модели результатов.
3. Расчет положения кривой свободной поверхности и деформаций дна речного потока наиболее часто производится раздельно, методом расщепления. Совместный решение системы исходных уравнений, а также применение специальных рабочих формул встречается гораздо реже.
4. Для определения отметок уровня воды обычно используются итерационные и неявные конечно-разностные методы, а для решения уравнения деформаций - явные методы конечных разностей
5. Количество математических моделей, созданных специально для учета влияния дноуглубления и добычи НСМ на русловой и уровенный режимы рек, мало, а имеющиеся основываются на алгоритмах, допускающих дальнейшее усовершенствование.
6. Создаваемые в рамках диссертационной работы математические модели целесообразно представлять в виде комплекса отдельных программ, решающих конкретные локальные задачи и построенных по модульному принципу.

Рекомендуемые диссертации данного раздела