Введение к работе
Актуальность работы. Вопросы научного обоснования проектов инженерной защиты территорий приобретает особенно больтюе значение в последнее время в связи с обострением экологических проблем в ряце крупных регионов: к ним относятся обмеление Аральского моря и формирование его новой акватории с помощью цамб, радиоактивное заражение местности после Черюбыльской катастрофы и необходимость проведения работ по обвалованім) русла реки Припять, создание системы защитных езоружений для предотвращения последствий крупных наводнений в бассейне реки Амур и др. Наибольчг/о актуальность вопросы защиты больших территорий от вредного воздействия вод приобретают в связи с катастрофически быстрым повышением уровня Каспийского моря: при подъеме уровня от современной отметки -27,0 м до -25,0 м в зону затопления в Дагестане, Калмыкии и Астраханской области попадает территории общей площацьо 1654 тыс.га, 53 города и поселка с населением 58,5 тысяч человек, 480 тыс.га сельскохозяйственных угодий, 385 км автомобильных дорог и т.д.
Больтіуи опасность для всего Каспийского региона представляет угроза 'затопления нефтепромыслов, находящихся на северо-восточном побережьи моря. Временные локальные дамбы, возведенные вокруг некоторых месторождений, не в состоянии решить двойную задачу - обеспечить надежную защиту нефтепромыслов от затопления морскими водами и оградить море от загрязнения нефтепродуктами: крупные нагоны весной 1989 и 1990 года вызвали затопление поселков, нефтепромыслов, размыли насыпи автомобильных дорог, причинив ущерб в сотни миллионов рублей. Радикальный способ защиты нефтепромыслов от нагонов - строительство ограждаодей дамбы вдоль всего побережья протяженностью в
десятки километров - требует решения целого ряда научных проблем, в том числе составления прогноза уровенного реткима моря на длительный период, расчета максимальных величин нагонного подъема уровня, разработки конструкции дамбы, обеспечивающей надежность и долговечность ее работы, определения объемов размыва дамбы при воздействии на нее волн и течений, расчета параметров прорана и площади затопления территории в случае разрушения дамбы. Эти вопросы недостаточно полно осве-дены в нормативных документах, пособиях и рекомендация: Цель работы состояла в разработке ряда проблем» возникающих прі проектировании и эксплуатации защитных дамб значительной протяженно' сти, в том числе в создании банка многолетних данных наблюдений гид рометеорологических параметров на Северном Каспии для персональной ЗБМ и прогнозе на этой основе величины нагонного подъема уровня моря заданной обеспеченности, в определении объемов ветровояновой переработки дамбы в период нагонных подъемов уровня, в получении натурных данных по размыву откосов дамб для идентификации расчетов, в разработке метода расчета параметров прорана в теле дамбы и определении границ зоны затопления территории, в создании программного обеспечения гидротехнических расчетов, связанных с проектированием дамб.
Научная новизна работы заключается
в создании метода прогноза высоты нагонного .подъема уровнл Кае пиЯского мо^я при недостаточности данных гидрологических наблюдений на северо-восточном побережьи на основе установленной зависимости высоты нагона от энергетической характеристики шторма;
в определении эффективных нагоноопасных направлений для устья Урала и района Тенгиз-Прорва на северо-восточном поберекьи моря с помощью методов безусловной оптимизации;
в учете высоты нагонного подъема уровня и его фоновых изменения при расчетах параметров ветровых волн на Северном Каспии;
в усовершенствовании метода расчета объемов ветроволновой переработки откосов защитных дамб в условиях нагонного подъема и спада уровня воды;
в разработке метода поэтапного расчета параметров прорана и определении границ зон затопления побережья при прорыве дамбы.
Практическая значимость работы. Разработанные расчетные методы предназначены для использования при проектировании, строительстве и эксплуатации защитных грунтовых дамб значительной протяженности на берегах морей и крупных водохранилищ. Непосредственное внедрение 'результатов работы осуществлено при разработке "Технико-экономического обоснования инженерной защиты Тенгизского нефтяного месторождения от нагонных вод Каспийского моря".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждались на научно-практической конференции "Прогрессивные методы в проектировании и строительстве морских берегозащитных сооружений" (Сочи, 1984 г.), Всесоюзной конференции "Гидрология 2000 года" (Москва, 1986 г.). Четвертой Всесоюзной научной конференции "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Москва, 1987 г.), Третьей Всесоюзной конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей" (Москва,' 1989), Всесоюзном совещании "Экология и гидравлика будущего" (Москва, 1990).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений. Общий объем работы составляет 159 страниц, в том числе Т35 страниц машинописного текста, Тб рисунков, 18 таблиц , список литературы из 146 наименований и приложения на 24 страницах.
На защиту выносятся:
-
Меток прогноза максимальной высоты нагонного подъема уровня на северо-восточном поберехьи Каспийского моря, использусдиЯ установленную региональную зависимость между энергетической характеристикой ятормз и высотой нагона.
-
Способ определения эффективных нагоноопасных направлений при наличии рядов синхронных наблюдений по двум или нескольким морским гидрометеостанциям.
3,Усоверп'енствованный метод расчета ветроволновой переработки неукрепленных откосов ограждающих дамб в условиях нагонного подъема и спада уровня с учетом вдольбереговых течений.
4. Метод поэтапного определения ширины прорана в теле дамбы и приближенного расчета размеров зоны затопления защищаемой территории при прорыве дамбы.
Похожие диссертации на Прогноз динамики размыва ограждающих дамб при нагонных подъемах уровня воды : (на примере северо-восточного побережья Каспийского моря)
