111. Деформации русла

В результате воздействия потока русло каждой реки непрерывно меняется.

Эти изменения можно разделить на две категории:

1. Ежегодные деформации русла осуществляются проходящим паводком и степень деформации русла зависит от скорости потока, длительности паводка, а также от морфологических особенностей долины русла

2. Многолетние деформации –

• следствие тектонических процессов, когда возможны поднятия и опускания отдельных участков суши;

• изменения отметок уровней водоемов, куда впадают реки, в результате вековых колебаний водности;

• систематического, совершающегося в течение длительного периода воздействия потока на русло в одном направлении.

Типы руслового процесса

В схеме ГГИ по характеру русловых и пойменных деформаций выделяются следующие типы руслового процесса (рис.134,рис.135):

1. Ленточногрядные

2. Побочные

3. Ограниченное меандрирование

4. Свободное меандрирование

5. Незавершенное меандрирование (пойменная многорукавность)

6. Осередковый (русловая многорукавность)

Имеются несколько модификаций критерия устойчивости русла рек

Приведу основное выражение коэффициента устойчивости , где d - средний диаметр частиц грунта,h – глубина потока, i - продольный уклон

Рис. 134 Типы руслового процесса: 1- ленточно-грядовый тип, 2- побочневый тип, 3-меандрирование ограниченное, 4-меандрирование свободное, 5-меандрирование незавершенное, 1А -осередковый тип или русловая многорукавность, 5А - пойменная многорукавность.

1V. Расчет заиления водохранилищ

Заиление водохранилищ происходит вследствие основного притока главной рекой наносов, бокового притока наносов и наносов образующих вследствие переработки берегов, оползней и селей

При расчетах заиления водохранилищ и расчета срока его службы необходимо изучить все эти составляющие

1. В количественном отношении, например, реки Волги, вносит в год в Каспийское море 18,0 х 10⁶ тонн, а река Енисей у г. Кызыл 1,3х10⁶ тонн, в створе Никитино 3,2х10⁶ тонн (ср. год, до перекрытия Енисея). После перекрытия р. Енисей плотиной СШ ГЭС и Майнской ГЭС сток наносов в створе водомерного поста Нититино уменьшился до 0,057х10⁶ тонн в год. Это объясняется отложением наносов в созданных водохранилищах, т.е. в водохранилище СШ ГЭС аккумулировалось не менее 3х миллиона тонн, из них часть наносов прошла транзитом через ГЭС.

2. Вторая составляющая – переработка берегов, оползни в результате повышения уровня кривой депрессии водохранилища, ветроволновой эрозии может быть изучена с помощью топографических съемок берегов или промерных работ по акватории водохранилищ.

Немаловажную роль играет ледовый покров, который при ежегодных падениях уровней воды (сработка водохранилища.) большими площадями оседает по берегам водохранилища, грунты, вмерзшие в лед весной (с подъемом уровней), всплывая, транспортируют тонны грунта в водохранилище, тем самым увеличивают природную норму наносов в водоем.

Основная часть наносов, оседая, аккумулируется в зоне выклинивания водохранилищ по всему периметру, создавая конуса выноса наносов, образуя плеса, острова, а затем и отчуждение верхних участков водохранилищ.

К примеру, затопленная Шагонарская долина является площадкой для приема стока наносов с Горного Енисея и рек Чаа-Хольской равнины, где вынос фракций наносов наиболее активен.

Из приведенного примера видно, что знания фактического стока наносов необходимы, поэтому необходимо организовать наблюдения комплексные в верхних и нижних бьефах ГЭС и обязательно по акватории водохранилища. Эрозия русла реки в нижнем бьефе требует особого изучения.

Далее рассмотрим метод расчета заиления водохранилища.

Для приближенной оценки средней продолжительности заиления водохранилища пользуются формулой:

, где Т – средняя продолжительность заиления водохранилища,

W_В - метровый объем водохранилища .

W_н - суммарный средний многолетний объем наносов, поступающих в водохранилище в течение года.

транзитная часть наносов, сбрасываемая из водохранилища в долях от общего объема наносов.

Значение W_н определяется по формуле:

, где - средний многолетний расход (норма) суммарных наносов, поступающих в водохранилище, ,

где - средняя плотность данных отложений в

Пример: Требуется определить среднюю продолжительность заиления водохранилища при его мертвом объеме 6,9х10 м³

Высчитано по данным систематических гидрометеорологических наблюдений и анализу:

1.Средний многолетний расход воды реки во входном створе водохранилища Q=2500 ..

2.Средняя многолетняя мутность воды S_о=85 ³

3.Средняя плотность наносов, представленных уплотненными илистыми отложениями с примесью мелкого песка,

= 1,30

4. Объем влекомых наносов составляет 5% объема взвешенных

5.Объем транзитной части наносов =0,3 от объема наносов, поступающих в водохранилище.

Далее ведем расчет:

1.Средний многолетний объем взвешенных наносов равен

5,12 х 10⁶

2.Объем влекомых наносов:

W=5,12х10⁶ х0,05=0,256х10⁶

3.Суммарный объем наносов:

W_Н=5,12х10⁶+0,256х10⁶=5,38х10⁶

4. Средняя продолжительность заиления водохранилища равна:

=184 года.