Пояснительная записка к теме научных исследований
Актуальность темы
Анализ последствий наводнений, произошедших за последние десятилетие выделил некоторые закономерности изменения природных процессов. Особое внимание уделяется повторяемости наводнений и их объемам, выходящим за пределы существующих наблюдений, что показывает неподготовленность объектов к защите от ударов стихии.
Последствия наводнении характеризуются затоплениями территорий, разрушениями, размывами защитных дамб, полотна дороги, водопропускных сооружений. Все эти процессы связаны между собой пропускной способностью русла, поймы и сооружений, расположенных в зоне затопления, куда входят: мосты, путепроводы, дамбы, дороги, постоянные и временные застройки.
Пропускная способность русла, как природного механизма, зависит от многих процессов, происходящих в самом русле, генератором которых является водность реки и процент повторяемости. Если исключить влияние антропогенных факторов, русло реки и пойма будут формироваться в соответствии с руслоформирующими расходами и в дальнейшем будут сохранять свою стабильность.
Водопропускные сооружения, расположенные на реках, могут изменять природные процессы, если их пропускная способность не обеспечивает пропуск максимальных расходов. Основной причиной уменьшения пропускной способности является их засоряемость крупным плавающим мусором – деревьями ,кустарником, временными строениями, автомобилями и т.д. В связи с этим требуется разработка конструкций и методов защиты водопропускных сооружений от плавающего мусора.
Основная цель и задачи научного исследования
Основная цель – разработка конструкций по защите водопропускных сооружений от плавающего мусора.
Задачи научного исследования:
1. Теоретическое исследование существующих конструкций по защите водопропускных сооружений от плавающих деревьев и кустарника.
2. Теоретический анализ методов расчета конструкций по защите водопропускных сооружений.
3. Проведение экспериментальных исследований основных конструкций по защите водопропускных сооружений.
4. Разработка методики расчета схем по установке защитных сооружений при различных условиях прохождения паводка.
5. Выполнить анализ и оценку предполагаемых конструкций и методов защиты водопропускных сооружений.
Новизна и научная значимость исследования
В работе предполагается способ установки защитных сооружений перед водопропускным сооружением из условия поэтапного перехвата плавающего мусора, используя естественное распределение скоростей по ширине потока и глубине.
Данный способ обеспечит поэтапное задержание плавника на подходе к водопропускному сооружению, тем самым исключая подтопление территорий и перекрытия русла.
Методика расчета защитных конструкций и их порядок расстановки обеспечит использование предполагаемых сооружениях на любых участках рек.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения предполагаемой тематики работы будет разработано:
- конструкция мусорозащитного сооружения для защиты водопропускных сооружений от плавника;
- методика определения основных параметров конструкции для различных условий работы;
- методика определения схем установки сооружений для различных гидрологических условий водотока;
- методика определения статической устойчивости конструкции при переменных и постоянных нагрузках.
Область применения:
Область применения конструкций предполагается распространить на постоянные и временные водотоки, на которых расположены водопропускные сооружения, мосты, технические путепроводы.
Для выполнения исследования требуются следующие материально-технические ресурсы (с указанием их источника):
- оборудование по измерению скоростей;
- гидравлический лоток (лаборатория НИМИ ДГАУ).