Влияние распределения скоростей в закругленном потоке на характер размыва береговых склонов
- Авторы: Масликова О.Я.1, Грицук И.И.1,2,3, Ионов Д.Н.1, Дебольский В.К.1
-
Учреждения:
- Институт водных проблем РАН
- Российский университет дружбы народов
- Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
- Выпуск: Том 20, № 1 (2019)
- Страницы: 85-95
- Раздел: Науки о земле
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/335235
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2019-20-1-85-95
- ID: 335235
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Одними из важнейших вопросов речной гидравлики являются движение воды и формирование русла в потоке, имеющем непрямолинейное очертание в плане. В естественных условиях для рек характерно извилистое очертание в плане. Искривление струи также имеет место при делении потока на рукава, впадении притока в реку, слиянии потоков и т.п. Поэтому изучение русловых процессов в реках невозможно без знания закономерностей течения на закруглении русла. При проектировании гидротехнических сооружений, в том числе мостовых переходов на меандрирующих участках рек, следует знать особенности динамики русла на участках поворота потока. В зимний период такие участки могут быть заужены вследствие замерзания русла, в период оттаивания льда забиты ледовыми обломками. Сужение канала вызывает возрастание числа Рейнольдса и перераспределение эпюр скоростей на рассматриваемом участке, что вызывает изменение в характере размыва. Характер распределения скоростей и образования вихрей исследовался в лабораторных условиях на установке, создающей закругленные потоки. Показано, что при критических числах Рейнольдса в закругленном потоке у внутреннего берега возникает вихревое противотечение. Анализировалось воздействие данного распределения скоростей на характер размыва различных склонов закругленного потока.
Ключевые слова
Об авторах
Оксана Яковлевна Масликова
Институт водных проблем РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: gritsuk_ii@rudn.ru
Старший научный сотрудник лаборатории динамики русловых потоков и ледотермики, к.т.н.
Российская Федерация, 119333, Москва, ул. Губкина, 3Илья Игоревич Грицук
Институт водных проблем РАН; Российский университет дружбы народов; Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
Email: gritsuk_ii@rudn.ru
Доцент департамента строительства, Инженерная академия; старший научный сотрудник лаборатории динамики русловых потоков и ледотермики; доцент кафедры гидравлики, к.т.н., доцент
Российская Федерация, 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64Дмитрий Николаевич Ионов
Институт водных проблем РАН
Email: gritsuk_ii@rudn.ru
Младший научный сотрудник лаборатории динамики русловых потоков и ледотермики, к.т.н.
Российская Федерация, 119333, Москва, ул. Губкина, 3Владимир Кириллович Дебольский
Институт водных проблем РАН
Email: gritsuk_ii@rudn.ru
Заведующий лабораторией динамики русловых потоков и ледотермики, д.т.н., профессор
Российская Федерация, 119333, Москва, ул. Губкина, 3Список литературы
- Ikeda S, Parker G, Sawai K. Bend theory of river meanders. Part 1. Linear development. Journal of Fluid Mechanics. 1981;112: 363-377.
- Ikeda S, Nishimura T. Flow and bed profile in meandering sand-silt rivers. Journal of Hydraulic Engineering. 1986;112(7): 562-579.
- Osman MA, Thorne CR. Riverbank stability analysis. I: Theory. Journal of Hydraulic Engineering. 1988;114(2): 134-150.
- Parker G, Andrews ED. On the time development of meander bends. Journal of Fluid Mechanics. 1986;162: 139-156.
- Sun T, Meakin P, Jossang T, Schwarz K. A simulation model for meandering rivers. Water Resources Research. 1996;32: 2937-2954.
- Lancaster ST, Bras RL. A simple model of river meandering and its comparison to natural channels. Hydrological Processes. 2002;16(1): 1-26.
- Kuntjoro K, Bisri M, Masrevaniah A, Suharyanto A. Modeling of discharge fluctuation influence on river meandering geometry change. International Journal of Academic Research. Part A. 2012;4(6): 189-196.
- Duan JG, Julien PY. Numerical simulation of the inception of channel meandering. Earth Surface Processes and Landforms. 2005;30: 1093-1110.
- Kuntjoro K, Didik Harijanto. The Movement of the Regularly River Meanders on Constant Discharge. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018;9(6): 619-629.
- Engelund F. Flow and bed topography in channel bend. Journal of Hydraulic Division. 1974;100(11): 1631-1648.
- Crosato A. Simulation of meandering river processes. Communications on Hydraulic and Geotechnical Engineering. Delft, The Netherlands; 1990.
- Duan JG. Simulation of flow and mass dispersion in meandering channels. Journal of Hydraulic Engineering. 2004;130(10): 964-976.
- Julien PY, Anthony DJ. Bedload motion and grain sorting in a meandering stream. Journal of Hydraulic Research. 2002;40(2): 125-133.
- Olsen NRB. Three-dimensional CFD modelling of selfforming meandering channel. Journal of Hydraulic Engineering. 2003;129(5): 366-372.
- Sidorchuk AYu, Panin AV, Borisova OK. Pozdnelednikovye paleorusla rek Zapadnoy Sibiri [Late glacial paleorusla rivers of Western Siberia]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya. 2008;(2): 67-75. (In Russ.)
- Sidorchuk AYu, Panin AV, Borisova OK. Rechnoy stok na Vostochno-Yevropeyskoy ravnine za poslednie 20 tysyach let i problema izmeneniya urovney yuzhnykh morey [River flow on the East European Plain over the past 20 thousand years and the problem of changing the levels of the southern seas]. Gidrologicheskie izmeneniya. Sb. 145. Moscow: Kodeks; 2018. p. 144-168. (In Russ.)
- Sidorchuk AYu, Panin AV, Borisova OK. Snizhenie stoka rek ravnin Severnoy Yevrazii v optimum golotsena [Reducing the flow of the rivers of the plains of Northern Eurasia in the optimum holocene]. Vodnye resursy. 2012;39(1): 40-53. (In Russ.)
- Zholudev DM, Plotnikov AN, Slabozhanin GD. Izuchenie protsessov svobodnogo meandrirovaniya rek [Study of the processes of free meandering of rivers]. Izbrannye doklady 64-y universitetskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii studentov i molodykh uchenykh. Tom. gos. arkhit.-stroit. unta Publ.; 2018. p. 790-792. (In Russ.)
- Maslikova OYa. Deformatsii merzlykh sklonov rek na povorote rusla pri nalichii dvizhushchikhsya sudov [Deformations of frozen river slopes at the turn of the channel in the presence of moving vessels]. Stroitelstvo: nauka i obrazovanie. 2018;8(3): 54-66. (In Russ.)
- Lelyavskiy NS. O rechnykh techeniyakh i formirovanii rechnogo rusla [On the river currents and the formation of the river bed]. Trudy 2-go Sezda inzhenerov-gidrotekhnikov v 1893 g. Saint Petersburg; 1893. (Voprosy gidrotekhniki svobodnykh rek. Moscow: Rechizdat Publ.; 1948. p. 18- 136.) (In Russ.)
- Davydov LK, Dmitrieva AP, Konkina NG. Obshchaya gidrologiya [General hydrology]. Leningrad: Gidrometeoizdat; 1973. (In Russ.)
- Losievskiy AI. Laboratornye issledovaniya protsessov obrazovaniya perekatov [Laboratory studies of roll formation processes]. Trudy TsNIIVT. 1934;36. (In Russ.)
- Velikanov MA. Gidrologiya sushi [Land hydrology]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ.; 1974. (In Russ.)
- Grishanin K.V. Osnovy dinamiki ruslovykh potokov [Basics of channel flow dynamics]. Moscow: Transport Publ.; 1990. (In Russ.)
- Rozovskiy IL. Dvizhenie vody na povorote otkrytogo rusla [The movement of water at the turn of an open channel]. Kiev: AN USSSR Publ.; 1957 (In Russ.)
- Monin AS, Yaglom AM. Statisticheskaya gidromekhanika. Mekhanika turbulentnosti. Chast I [Statistical hydromechanics. Mechanics of turbulence. Part I]. Moscow: Nauka Publ.; 1965. (In Russ.)
- Melnikova ON, Petrov VP, Maslikova OYa. Eksperimentalnoe issledovanie massoobmena v pridonnom sloe otkrytogo potoka so statsionarnymi volnami [Experimental study of mass transfer in the bottom layer of an open flow with stationary waves]. Vestnik MGU. Seriya 3: Fizika. Astronomiya. 1994;35(5): 59-66. (In Russ.)
- Debolskiy VK et al. Dinamika ruslovykh potokov i litodinamika pribrezhnoy zony moray [Dynamics of channel flows and lithodynamics of the coastal zone of the sea]. Moscow: Nauka Publ.; 1994. (In Russ.)
Дополнительные файлы
