Структурная морфометрия и измерители русловых форм

1. Лекция V Структурная морфометрия и измерители русловых форм

2. Научные принципы структурной морфометрии

Измерители должны описывать целостную
дискретную форму движения руслоформирующих
наносов и форму речного русла в пределах
нескольких дискретных форм движения

3. ИЗМЕРИТЕЛИ НА УРОВНЕ ЧАСТИЦЫ

Длина скачка – порядка 10 d
Высота скачка – 0.6-4 d
Скорость продольного движения – 0.4 Vср
Измерители:
Диаметр – d
Гидравлическая крупность – скорость падения в стоячей воде
Неразмывающая скорость потока

4. ИЗМЕРИТЕЛИ НА УРОВНЕ МИКРОФОРМ

H
h – высота гряды
► l – длина гряды
► СГ–скорость сползания гряды

5. Расчет высоты микроформ – гряд (hг в м)

При отсутствии данных о подвижности донных наносов
для малых рек, сложенных
из песчаного материала
для средних и крупных равнинных рек
При наличии данных о глубине и скорости
в общем виде
для малых и средних рек, сложенных
из гравийно-галечного материала
V
в диапазоне значений относительной hГ 0,07 V 0,02 H
0
гладкости потока 30<Н/d <150
hГ 0,13 Н
V
hГ 0,39
V0
hГ 0,2 0,1 Н
2,5
Fr 3, 75

6. Зависимость скорости движения гряд установившегося профиля от кинематических характеристик потока

СГ 0,019VFr
3

7. Cкорость движения русловых микроформ

CГ 0,019V Fr 3

8. ИЗМЕРИТЕЛИ НА УРОВНЕ МИКРОФОРМ

hг– высота гряды,
немеандрирующие русла с ленточными грядами
λ–шаг гряды,
B–ширина русла между бровками меженных берегов,
λ/B – относительный шаг гряды
Сг–скорость сползания гряды

9. ИЗМЕРИТЕЛИ НА УРОВНЕ МЕЗОФОРМ

λг–шаг побочня,
► b–ширина русла между бровками меженных берегов,
► λг/b – относительный шаг побочня
► Сг–скорость сползания побочня

10. Отношения между геометрическими характеристиками мезоформ и средними кинематическими характеристиками потоками

0.31H СР
Fr 0.76
Высота мезоформы
Соотношение высоты и длины мезоформы
0.024
0.30
Qmax 50
0.033
0.35 0.05
Qmax 50i
i - уклон
0.001Fr 1.3
Fr - число Фруда при
руслоформирующем расходе

11. Методы расчета параметров мезоформ

3
H
Kinoshita, 1
Kinoshita, 2
Kinoshita, 3
Kinoshita, 4
Fujita
Yoshino, 1
Yoshino, 2
Yoshino, 3
Yoshino, 4
Yoshino, 5
Католиков, ГГИ
р.Полометь,1968 г. ВНИИГЛ
Kаракумский канал, (ГГИ)
Католиков, HR
2,5
2
Формулы:
Q50
13.8 2
d gdi
d
Q50
15.2 0.12
i
1,5
0.42
0.60
В.В. Ромашина
10Q500.67
0 .31
H
Fr 0 .76
З.Д. Копалиани
C 950v Г hГ Fr 3
1
0,5
Fr
V
gH
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0.31H СР
П
Fr 0.76
В.М. Католикова

12.

13.

6.3.Номограммы для определения скорости •6.3. Примеры расчета смещения мезоформ
движения русловых мезоформ по формуле:
за прогнозируемый период
6.3.1. Пример 1. Определить смещение побочня
C 950v Г hГ Fr 3
за 30 лет в поперечном сечении 15
Прогнозируемые поперечные профили русла

14. ИЗМЕРИТЕЛИ НА УРОВНЕ МАКРОФОРМ

15. Ограниченное меандрирование

16. Свободное меандрирование

17. Расчет плановых смещений излучин меандрирующих рек

Zn Zo
yn Cm KT
Zm Zo
Формула Н.Е.Кондратьева
yn
- величина перемещения береговой линии в поперечнике n;
Cm
- наибольшая скорость перемещения береговой линии на участке
K
- коэффициент скорости развития излучины
T
K f ( ) , где -угол разворота
- период прогнозирования;
Z n - наибольшая глубина в данном поперечнике ; Z m - наибольшая глубина на участке излучины
Математическая модель В.И.Замышляева
s
T V s ds V ss
2
2
s
0
2
уравнение, описывающее поведение величины
s, t – угла наклона касательной
к оси русла
в выбранных декартовых координатах:

18. Незавершенное меандрирование