CC BY
42
Библиографический список
1. Карнацевич И.В. О стабильности климата Земли и критериях оценки его колебаний и изменений // Омский научный вестник. — 2004. — № 4 (29) .— С.164-167 .
2. Карнацевич И.В. Климат в ХХ веке не менялся // Вопросы теории и практики гидрологии, климатологии и водных мелиораций. — Омск : Изд-во Омского гос. аграр. ун-та, 2001. - С.5-14.
3. Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной климатологии (к итогам Всемирной конференции по изменению климата. Москва, 29 сентября — 3 октября 2003 г.) // Изв. РГО. — 2004. — Вып. 2. — С. 1-25.
4. Шнитников А.В. Внутривековая изменчивость компонентов общей увлажненности. — Л. : Наука,1969. — 244 с.
5. Сляднев А.П. Циклические изменения агроклима-
тических условий в южных широтах Западной Сибири и продуктивность зерновых культур // Природные ресурсы Сибири. — Новосибирск : Наука , 1976. — С. 153-168.
6. Аблова И.М. Характеристика климата г. Омска в значениях минимальных и максимальных температур воздуха // Проблемы географии, туризма и географического образования : материалы 69-й Межвуз. науч.- практ. конф. ОмГПУ. — Омск : Изд-во ОмГПУ, 2009. — С. 48-50.
АБЛОВА Ирина Михайловна, кандидат биологических наук, доцент кафедры физической географии.
644043, г. Омск, наб. Тухачевского, 14
Дата поступления статьи в редакцию: 23.09.2009 г.
© Аблова И.М.
УДК 556.537: 553.623(2fJ2) Д. И. КУЗЬМИН
В. Н. ТУРКИН П. С. ТКДЧЕВ
Омский государственный аграрный университет
СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РУСЛА ПРИ ДОБЫЧЕ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Техническое решение относится к гидротехнике и может быть использовано при разработке грунта вдоль береговой линии реки.
Выборка грунта принципиально отличается от ранее проводимых; полученное решение научно обосновано и открывает возможность выбора мест добычи нерудных материалов вдоль береговой линии без нарушения стабильности и устойчивости русла.
Ключевые слова: модель, устойчивость русла, инвариант подобия, прерывистая прорезь, сплошная прорезь, застойная зона, нерудные материалы.
Известно, что устойчивость русла на прямолинейных участках для мелкозернистых песчаных грунтов определяют по инварианту подобия
М = Н(gB)1/4 /01/2 = const,
где : Н (м) — средняя глубина потока, B (м) — ширина русла поверху, Q (м3/с) — расход потока, g (м/с2) — ускорение свободного падения.
Значение М находится в интервале 0,75<М<1,05 для мелкозернистых песчаных грунтов. Значение М больше 1,05 и меньше 0,75 образует две области неустойчивости. Если М>0,9 — происходит заиление. Если М<0,9 — возможна эрозия дна русла.
Однако не рассмотрен случай сохранения устойчивости русла при разработке грунта вдоль береговой линии реки [1].
Существуют публикации по способу сохранения устойчивости русел, выполненных в виде сквозной прорези вдоль береговой линии в целях улучшения судоходного хода для нужд пароходства, а также для добычи нерудных строительных материалов и намыва их на строительные и другие площадки до проектных
отметок, расположенных на пойме и в русле реки [2].
Недостатком способа сохранения устойчивости русел, проложенной сквозной прорези в русле вдоль береговой линии, является переформирование структуры потока, изменение равнорасходных плановых струй по ширине русла, нарушающих стабильность и устойчивость русла.
Задачей настоящего решения является сохранение стабильности и устойчивости русла за счет исключения переформирования структуры потока и сохранения равнорасходных плановых струй по ширине русла.
Поставленная задача достигается тем, что способ сохранения устойчивости русла при добыче нерудных строительных материалов, включающий перераспределение воды из взвесенесущего потока через прорезь, которую производят выборкой грунта в русле вдоль береговой линии, при этом прорезь выполняют прерывистой, путем выборки грунта с интервалами, т.е. с чередованием выемок, которыми образуют застойные зоны, аккумулирующие влекомые и взвешенные наносы, и оставленных участков ненарушенного грунта составляет 0,3 — 0,35 ширины русла.
«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКИ О ЗЕМЛЕ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009
Рис. 1. Схема прерывистой прорези, вид сверху
Рис. 2. Продольный разрез
На рис. 1 изображена схема прерывистой прорези, вид сверху. На рис. 2 — продольный разрез А-А на рис. 1.
Способ сохранения устойчивости русла заключается в том, что в прерывистых прорезях в выемках 1 происходит уменьшение скорости воды с образованием застойных зон, которые не участвуют в движении основного потока и выполняют роль ловушек влекомых и взвешенных наносов и способствуют их заилению. Так как застойные зоны не участвуют в поступательном движении общего потока, принимая их за твердую поверхность, устойчивость и стабильность не нарушится. Выполнение выборки с большим интервалом 0,35 ширины русла нецелесообразно ввиду переформирования структуры потока в сторону прорези.
Это позволяет впоследствии вести разработку нерудных строительных материалов в том же месте, т.е. в оставленных участках ненарушенного грунта 2.
Предлагаемый способ сохранения устойчивости русла осуществляет следующим образом.
Выбирают место устойчивого русла по инварианту подобия М.
Инвариант подобия М открывает возможность обоснованного выбора мест добычи нерудных строительных материалов.
Добычу производят методом гидромеханизации в русле — земснарядом вдоль береговой линии прерывистой, т.е. с чередованием выемок с оставлением участков ненарушенного грунта на расстоянии 0,3 — 0,35 ширины русла. Это позволяет сохранить стабильность и устойчивость русла за счет исключения переформирования структуры потока и сохранения равнорасходных плановых струй по ширине русла. Такой способ выборки грунта позволит сократить экономические затраты при транспортировке нерудных строительных материалов к местам потребления.
В прерывистой прорези образуются застойные зоны, которые выполняют роль ловушек влекомых и взвешенных наносов, аккумулируют и заиливают их, восстанавливают русло в естественное состояние. Это дает возможность в последующем вести добычу нерудных строительных материалов в том же месте, т.е. в оставленных участках ненарушенного грунта.
Предлагаемый способ прошел исследование в стеклянном лотке гидравлической лаборатории ОмГАУ. В гидравлической лаборатории в стеклянном лотке были проведены исследования для следующих длин прорезей: (0,2; 0,3; 0,35; 0,4)В, где В — ширина лотка.
Анализ проведенных исследований позволил сделать следующие выводы: а) при длине прорези (0,3-0,35)В происходило интенсивное осаждение имитирующего материала; б) при длине прорези (0,35 и более)В имитирующий материал не осаждался, а свободно проносился вниз по течению, т.е. прерывистая прорезь работала как сквозная.
В итоге длина прорези, равная (0,3 — 0,35)В является оптимальной.
Объектом испытания явилось русло и дно р. Иртыша в районе моста имени 60-летия ВЛКСМ в г. Омске протяженностью 4 км. Для проведения натурных наблюдений и измерений была создана опорная сеть, которая позволила проводить регулярные измерения по гидрометрическим створам (два раза в год), для определения следующих характеристик: профиля дна, глубины потока, скорости движения воды и направления струй в русле на заданном участке.
Выборка грунта в исследуемом случае принципиально отличалась от ранее производимых, прорезь выполняют прерывистой, путем выборки грунта с интервалами, т.е. с чередованием выемок и участков ненарушенного грунта, причем длина выемок и участков ненарушенного грунта составляет (0,3-0,35) ширины русла.
В этом случае выемки остаются столь же инертными, непроточными, как лежащий грунт, т.е. выполняют роль отстойников, последующие замеры глубин показали интенсивное их заиление, особенно во время прохождения паводка или руслоформирующего расхода.
Следовательно, она не изменила равнорасходных плановых струй по ширине потока, сохранила стабильность и устойчивость русла.
Ширина русла при руслоформирущем расходе — 0 = 700 м3/с составила В = 300 м. Соответственно, длины выемок и участков ненарушенного грунта составили по 100 м, т.е. 0,3 — 0,35 ширины русла.
Способ сохранения устойчивости русла при добыче нерудных строительных материалов защищен патентом РФ на изобретение № 2320807 от 27.03.2008 г.
Библиографический список
1. Гришанин, К.В. Динамика русловых потоков. — Л. : Гидрометеоиздат, 1979.
2. Гришанин, К.В., Дектярев, В.В., Селезнев, В.М. Водные пути. — М. : Транспорт, 1986.
КУЗЬМИН Александр Иванович, кандидат технических наук, профессор кафедры гидрогеологии, гидравлики и инженерной гидрологии.
ТУРКИН Валериан Никанорович, кандидат технических наук, доцент кафедры гидрогеологии, гидравлики и инженерной гидрологии.
ТКАЧЁВ Павел Станиславович, старший преподаватель кафедры гидрогеологии, гидравлики и инженерной гидрологии.
644008, г. Омск, Институтская пл., 2.
Дата поступления статьи в редакцию: 09.10.2009 г.
© Кузьмин А.И., Туркин В.Н., Ткачёв П.С.
