Теоретическая модель процесса отложения донных наносов в водохранилище и ее практическое применение

Ջրամբարում հատակային ջրաբերուկների կուտակման տեսական մոդելը և դրա գործնական կիրառումը ; A Theoretical Model of the Bottom Sediment Accumulation Process in A Reservoir and its Practical Use

Балджян, П. О. ; Балаян, А. В.

Պատ․ խմբ․՝ Ա․ Գ․ Նազարով (1957-1964) ; Մ․ Վ․ Կասյան (1964-1988) ; Ռ․ Մ․ Մարտիրոսյան (1989-2017 ) ; Գլխավոր խմբ․՝ Վ․ Շ․ Մելիքյան (2018-)

Гидравлика и гидротехнические сооружения

водохранилище ; донные наносы ; аккумуляция ; расход наносов ; участок отложений

443-451

Водохранилища играют важную роль в деле развития каждой страны и обеспечения ее экономической безопасности. Однако их сооружение приводит к ряду отрицательных последствий: нарушается веками образованная экосистема реки, а речные наносы, отлагаясь в водохранилище, постепенно уменьшают его регулирующую способность. С указанной проблемой сталкиваются сотни тысяч водохранилищ, построенные в пяти континентах. Исходя из вышеизложенного, задачи количественной оценки отложений наносов и прогноза формы их расположения в водохранилище являются актуальными. Первая из этих задач достаточно хорошо решена, однако вторая задача практически остается открытой. Целью работы является разработка теоретической модели процесса отложений донных наносов и прогнозирование на ее основе координат расположения объёма аккумуляции в водохранилище. Предложен критерий, позволяющий вычислить местоположение тех сечений водохранилища, где могут отлагаться донные наносы разного размера. При исходных гидрологических, гранулометрических и геометрических характеристиках потока, наносов и русла выведена зависимость расчета координат отложений наносов вдоль водохранилища. Решена также задача прогнозирования изменения слоя отложений с использованием уравнения баланса наносов. Полученное выражение позволяет в зависимости от времени установить текущий уровень отложений наносов. На основе результатов проведенных разработок с учетом изменений, происходящих в объеме водохранилища в период эксплуатации, периодически уточняется его проектная характеристика.
Ջրամբարները կարևոր դերակատարում ունեն յուրաքանչյուր երկրի տնտեսական անվտանգության ապահովման և զարգացման գործում։ Սակայն ջրամբարի կառուցումը հանգեցնում է մի շարք բացասական հետևանքների. խախտվում է գետի դարերով ձևավորված կենսահամակարգը, իսկ գետային ջրաբերուկները, կուտակվելով ջրամբարում, շարունակաբար փոքրացնում են դրա կանոնավորման հնարավորությունը։ Նշված հիմնահարցին առնչվել են հինգ մայրցամաքներում կառուցված հարյուր հազարավոր ջրամբարների դեպքում։ Ելնելով վերը նշվածից՝ արդիական են ջրաբերուկային կուտակումների քանակական գնահատման և դրանց տեղակայման ձևի կանխատեսման խնդիրները։ Այդ խնդիրներից առաջինը բավական լավ է լուծված, սակայն երկրորդ խնդիրը գործնականում մնում է բաց։ Աշխատանքի նպատակն է մշակել ջրաբերուկների կուտակման ընթացքի տեսական մոդել և դրա հիման վրա կանխատեսել ջրամբարում կուտակման ծավալի տեղաբաշխման կոորդինատները։ Առաջարկված չափորոշիչը հնարավորություն է տալիս հաշվարկել ջրամբարի այն հատույթների տեղադիրքը, որտեղ կարող են կանգ առնել տարբեր չափերի հատակային ջրաբերուկները։ Հոսանքի, ջրաբերուկների և հունի հիդրոլոգիական, հատիկաչափական և երկրաչափական ելքային բնութագրերի դեպքում ստացվել է ջրամբարի երկարությամբ բերվածքների կուտակման կոորդինատների հաշվարկի կախվածություն։ Ջրաբերուկների հաշվեկշռային հավասարման կիրառմամբ լուծվել է նաև կուտակման շերտի փոփոխության կանխատեսման խնդիրը։ Ստացված արտահայտությունը թույլ է տալիս ժամանակից կախված որոշել ջրաբերուկային կուտակումների ընթացիկ մակարդակը։ Կատարված մշակումների արդյունքների հիման վրա, հաշվի առնելով շահագործման ընթացքում ջրամբարի ծավալում կատարվող փոփոխությունները, պարբերաբար ճշտվում է դրա նախագծային բնութագիրը։
Reservoirs play an important role in the development of each country and ensure its economic security. However, the construction of reservoirs leads to a number of negative consequences: the river ecosystem formed over centuries is disturbed, and river sediments deposited in the reservoir, gradually reduce its regulatory capacity. This problem is faced by hundreds of thousands of reservoirs built in five continents. Based on the foregoing, the tasks of quantitative assessment of sediment deposits and forecasting the shape of their location in the reservoir are topical. The first of these problems has been fairly well solved, but the second one practically remains open. The purpose of the work is to develop a theoretical model of the process of sedimentation of bottom sediments and, on its basis, to predict the coordinates of the location of the accumulation volume in the reservoir. A criterion is proposed that makes it possible to calculate the location of those sections of the reservoir where bottom sediments of various sizes can be deposited. Given the initial hydrological, granulometric, and geometrical characteristics of the flow, sediment, and channel, the dependence of calculating the coordinates of sediment deposits along the reservoir is derived. The problem of predicting the change in the sediment layer is also solved using the sediment balance equation. The resulting expression allows, depending on the time, to set the current level of sedimentation. Based on the results of the developments carried out, taking into account the changes occurring in the volume of the reservoir during the operation period, its design characteristics are periodically updated.

Երևան

ՀՀ ԳԱԱ Հիմնարար գիտական գրադարան