Введение к работе
Актуальность диссертационной работы.
Йодные перевозки традиционно были и остаются одной из основных составляющих транспортного комплекса Республики Саха (Якутии). Несомненно, что и в перспективе они будут продолжать играть важную и незаменимую роль в хозяйственном развитии республики и не утратят своего значения после выхода на Якутск Амуро-Якутской железнодорожной магистрали. Вместе с тем, и введение в эксплуатацию железной дороги через 5-7 лет будет оказывать заметное влияние на направление и интенсивность водных перевозок в бассейнах ряда рек, что требует современной разработки и перспективного осуществления программы развития водных путей, предусматривающей повышение их значения для транспортного комплекса Республики Саха.
В состав этого комплекса входят внутренние водные пути, т.е. Лена с притоками, Яна, Колыма, Индигирка и другие, и Северный морской путь, на который выходят суда смешанного «река-море» плавания через дельты устьевых участков рек. Как реки на всем протяжении, так особенно их устьевые участки отличаются весьма сложными гидрологическими и морфологическими процессами, затрудняющими транзитное судоходство.
Решению проблем, без которых, невозможно повышение роли водных путей в Якутии, и посвящена диссертационная работа.
Цель, диссертационной работы.
Поиск путей поддержания судоходных глубин и обеспечение безопасности движения флота на реках северо-востока Российской Федерации.
'Основные задачи исследований.
На базе многофакторного анализа гидрологических и гидрографических особенностей бассейна реки Лены и других рек северо-востока России, а также сложившихся в годы реформирования народного хозяйства экономических
условий в регионе дать рекомендации по проектированию дноуглубительных работ на водных путях, в первую очередь при недостаточной водности (верхняя Лена), а также для организации прохода судов смешанного плавания через устьевые бары рек в море Лаптевых при осуществлении каботажных перевозок грузов.
На защиту выносятся:
Региональные эмпирические зависимости и построенные на их основе расчетные графики, позволяющие определить значения коэффициентов шероховатости и коэффициентов А. Шези применительно к условиям проявления одного из активных техногенных факторов - дноуглубления, существенно изменяющего характеристики русла и части донных русловых форм.
Методика прогноза снижения меженных уровней, определяющих положение свободной поверхности водного потока под влиянием существенного увеличения судоходных глубин путем дноуглубления.
Обоснование возможности использования для расчета переформирования баров бесприливных устьев рек модели, основывающейся на схематизации гидродинамики процесса в виде турбулентной плоской полуограниченной-струи.
Научная новизна.
На основе многолетних натурных исследований влияния интенсивного увеличения судоходных глубин путем дноуглубления на гидравлическое сопротивление русла за счет изменения геометрии донных гряд получены региональные эмпирические зависимости и расчетные графики для вычисления коэффициентов шероховатости и коэффициентов А. Шези для бассейна реки Лены.
Полученные зависимости предлагаются для использования при определении положения свободной поверхности потока при неизвестном наполнении русла, например, с помощью метода Н.Н. Павловского.
Предложена новая методика определения величины снижения меженных' уровней, обусловленного существенным
увеличением судоходных глубин путем дноуглубления, при равнозначных расходах воды.
Обоснована правомочность адаптации физической и математической моделей, основывающихся на схематизации гидродинамического процесса в виде турбулентной плоской полуограниченной речной струи, растекающейся на открытом устьевом взморье за пределами наземной дельты, для расчета переформирования баров Оесприливных устьев рек.
Практическая значимость и реализация рекомендаций работы.
Диссертация имеет прикладную производственную направленность . Все рекомендации проверены в Ленском бассейне.
Новая региональная методика прогнозирования снижения меженных уровней использована при планировании и проектировании дноуглубительных работ на реке Лене от Осетрово до Киренска и доказана недопустимость ухудшения состояния эксплуатирующихся водных путей при развитии транспортных связей в будущем. Перевозки народнохозяйственных грузов водным транспортом незаменимы не только в ближайшие годы, но и сохранятся на перспективу после выхода к Якутску Амуро-Якутской железнодорожной магистрали. Поэтому верхняя Лена, как начало водной магистрали на Якутск, по которой идут грузы в западную и центральную Якутию, в группу алданских и вилюйских улусов, на побережье Арктики, будет иметь для Республики по-прежнему важнейший характер.
Разработанная методика прогноза свободной поверхности реки легла в основу проекта проработок по коренному улучшению судоходных условий на реке Алдан от Томмота до устья с целью интенсификации водных перевозок от АЯМ на Якутск, пока не будет построен завершающий участок железнодорожной магистрали до порта Нижний Вестях.
Методика расчета заносимости устьевых баров рек, разработанная на примере реки Яны, используется в планировании дноуглубительных работ, проводимых для обеспечения выхода в море судов смешанного плавания.
Апробация работы.
Результаты исследований и внедрения рекомендаций в проектирование и производство дноуглубительных и выпра-вительных работ на Лене, Яне и других реках северовосточного региона России докладывались на Международной научно-практической конференции «Параметры перспективных транспортных систем Республики Саха {Якутии)», на Всесоюзных межвузовских конференциях по проблеме «Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях», на научных конференциях Новосибирской государственной академии водного транспорта и Новосибирской государственной академии строительства.
Публикации.
Основное содержание диссертационной работы раскрыто в 4 публикациях открытой печати.
Структура и объем работы.