RU2765260C1 - Method for laboratory studies of river flows in the civil works area - Google Patents

Method for laboratory studies of river flows in the civil works area Download PDF

Info

Publication number
RU2765260C1
RU2765260C1 RU2021110318A RU2021110318A RU2765260C1 RU 2765260 C1 RU2765260 C1 RU 2765260C1 RU 2021110318 A RU2021110318 A RU 2021110318A RU 2021110318 A RU2021110318 A RU 2021110318A RU 2765260 C1 RU2765260 C1 RU 2765260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
area
water
model
building structure
flow
Prior art date
Application number
RU2021110318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Кириллович ИВАНОВСКИЙ
Константин Петрович МОРГУНОВ
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»
Priority to RU2021110318A priority Critical patent/RU2765260C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765260C1 publication Critical patent/RU2765260C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B1/00Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
    • E02B1/02Hydraulic models
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

FIELD: river flow test simulation.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic testing and concerns laboratory studies of river flows. The method consists in conducting research using a laboratory model of a water flow made in the form of an open water channel, a regulated water supply device, a water level control device, a catchment tank and measuring and computing equipment, and includes the creation of a water channel on the simulated site with a model of a building structure placed on it of a given hydrological regime identical to the regime of a river flow at the studied site, subsequent measurements of the kinematic characteristics of the flow in the area of the placement of the laboratory model of the building structure and the submission of the measured results in digital form to a computing device. At the same time, the bottom of the water channel in the simulated area along its entire width and height of at least 20 cm is evenly filled with calibrated sand with a particle diameter in the range of 0.1-0.4 mm, a water flow with a given hydrological regime is passed for 1.5-2 hours, then the water from the water channel is drained by gravity, after which the parameters of the formed sandy relief are measured with a measurement step of at least 20 mm in the transverse and longitudinal directions, according to the measured data of the water flow velocities and the size of the depressions and protrusions of the relief in the area of the placement of the model of the building structure, a three-dimensional picture of the similarity of the relief in the area of the planned location of the building structure is built using a computing device.
EFFECT: possibility of laboratory studies of the influence of river flows on the bottom relief in the civil works area at various parameters of flows encircling the objects.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидравлических испытаний и касается лабораторного моделирования речных потоков в районе строительных сооружений. The invention relates to the field of hydraulic testing and relates to laboratory modeling of river flows in the area of building structures.

Лабораторные методы исследования и гидравлическое моделирование давно и широко используются в гидротехнической практике при проектировании, строительстве и эксплуатации строительных сооружений (см., например, «Устройство для испытаний модели морского инженерного сооружения» по пат. РФ №2308397, МПК B63B 9/02, опубл. 20.10.2007; «Опытовый бассейн для испытаний моделей морских инженерных сооружений» по пат. РФ №2308397, МПК B63B 9/02, опубл. 23.07.1996). Указанные аналоги предназначены для гидромеханических испытаний моделей судов и морских инженерных сооружений в неподвижной воде. Laboratory methods of research and hydraulic modeling have long been widely used in hydrotechnical practice in the design, construction and operation of building structures (see, for example, “Device for testing a model of a marine engineering structure” according to RF patent No. 2308397, IPC B63B 9/02, publ. October 20, 2007; "Experimental basin for testing models of offshore engineering structures" according to the patent of the Russian Federation No. 2308397, IPC B63B 9/02, published on July 23, 1996). These analogs are intended for hydromechanical testing of ship models and marine engineering structures in still water.

Недостатком методов является отсутствие средств, позволяющих имитировать движения водных потоков, вследствие чего они не могут быть использованы для лабораторных гидравлических исследований речных потоков.The disadvantage of the methods is the lack of means to simulate the movement of water flows, as a result of which they cannot be used for laboratory hydraulic studies of river flows.

Известен способ моделирования обтекания водой буксируемого тела, описанный в пат. РФ № 2013285, МПК B63B 9/02, опубл. 17.04.1991. Согласно способу в лабораторном гидролотке создают поток воды, который, обтекая модель буксируемого тела, образует поле пониженного давления, фиксируемое на батарейном манометре. Одновременно снимают показания тензометрических датчиков, позволяющих с учетом начальных показаний определить нагрузку на модель буксируемого тела. В результате определяют силы притяжения буксируемого тела и его секций по отдельности к дну водоема, для чего пересчитывают модельные результаты на натурные. A known method of modeling water flow around a towed body, described in US Pat. RF No. 2013285, IPC B63B 9/02, publ. 04/17/1991. According to the method, a water flow is created in a laboratory hydrotray, which, flowing around the towed body model, forms a low-pressure field recorded on a battery pressure gauge. At the same time, readings of strain gauge sensors are taken, which allow, taking into account the initial readings, to determine the load on the model of the towed body. As a result, the forces of attraction of the towed body and its sections are determined separately to the bottom of the reservoir, for which the model results are recalculated for full-scale ones.

Недостатком способа является отсутствие средств, позволяющих производить исследование параметров водного потока при возникновении на его пути препятствий в виде строительных сооружений. The disadvantage of this method is the lack of means to study the parameters of the water flow in the event of obstacles in its path in the form of building structures.

Среди известных решений наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения по технической сущности и назначению является способ лабораторных исследований речных потоков в районе размещения строительных сооружений, описанный в пат. РФ № 2737238, МПК G01M 10/00, B63B 9/02, опубл. 26.11.2020. Способ – прототип основан на проведении исследований динамики речного потока на лабораторной установке, содержащей открытый гидролоток, устройство регулируемой подачи воды, устройство регулирования уровня воды, водосборный резервуар и измерительно-вычислительную аппаратуру. С помощью устройств регулирования подачи и уровня воды устанавливался заданный гидрологический режим, тождественный режиму исследуемого речного потока на рассматриваемом участке. Далее устройствами измерительной аппаратуры проводились измерения кинематических характеристик потока, которые в цифровом виде подавались на вычислительное устройство. Among the known solutions, the closest analogue (prototype) of the claimed invention in terms of technical essence and purpose is a method for laboratory studies of river flows in the area of building structures, described in US Pat. RF No. 2737238, IPC G01M 10/00, B63B 9/02, publ. 11/26/2020. Prototype method is based on research of river flow dynamics in a laboratory installation containing an open hydroflume, a controlled water supply device, a water level control device, a catchment reservoir and measuring and computing equipment. With the help of devices for regulating the supply and level of water, a given hydrological regime was established, which was identical to the regime of the studied river flow in the area under consideration. Further, the measuring equipment devices measured the kinematic characteristics of the flow, which were digitally fed to the computing device.

Недостатком способа является отсутствие возможностей исследования в лабораторных условиях влияния существующего речного потока на рельеф дна в районе предполагаемого строительства гидротехнических сооружений.The disadvantage of this method is the lack of opportunities to study in the laboratory the influence of the existing river flow on the bottom topography in the area of the proposed construction of hydraulic structures.

Заявляемое изобретение позволяет решить проблему лабораторных исследований влияния речных потоков на рельеф дна в районе размещения строительных сооружений при различных параметрах обтекающих объекты потоков. The claimed invention allows solving the problem of laboratory studies of the influence of river flows on the bottom topography in the area where building structures are located at various parameters of flows flowing around objects.

Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в способе лабораторных исследований речных потоков в районе размещения строительных сооружений, (основанном также как и прототип на проведении исследований на лабораторной модели водного потока, выполненной в виде открытого гидролотка, устройства регулируемой подачи воды, устройства регулирования уровня воды, водосборного резервуара и измерительно-вычислительной аппаратуры, и включающем создание на моделируемом участке гидролотка с размещенной на нем модели строительного сооружения заданного гидрологического режима, тождественного режиму речного потока на исследуемом участке, последующие измерения кинематических характеристик потока в районе размещения лабораторной модели строительного сооружения и подаче измеренных результатов в цифровом виде на вычислительное устройство), в отличие от прототипа дно гидролотка на моделируемом участке по всей его ширине и высотой не менее 20 см равномерно заполняют калиброванным песком с диаметром частиц в пределах 0,1÷0,4 мм, пропускают водный поток с заданным гидрологическим режимом в течение 1,5-2-х часов, затем воду из гидролотка сливают самотеком, после чего измеряют параметры образовавшегося песчаного рельефа с шагом измерений не менее 20мм в поперечном и продольном направлениях, по измеренным данным скоростей течения воды и размерам углублений и выступов рельефа в районе размещения модели строительного сооружения с помощью вычислительного устройства строят трехмерную картину подобия рельефа в районе планируемого размещения строительного сооружения.To solve the problem, the following set of essential features is used: in the method of laboratory research of river flows in the area of building structures, (based as well as the prototype on conducting research on a laboratory model of a water flow, made in the form of an open hydroflume, a device for adjustable water supply, a level control device of water, a catchment reservoir and measuring and computing equipment, and including the creation of a hydro-flume on the simulated site with a model of a building structure of a given hydrological regime placed on it, identical to the regime of the river flow in the study area, subsequent measurements of the kinematic characteristics of the flow in the area where the laboratory model of the building structure is located and the supply measured results in digital form on a computing device), in contrast to the prototype, the bottom of the hydro tray in the simulated area over its entire width and a height of at least 20 cm is evenly filled with a caliber bathed sand with a particle diameter in the range of 0.1÷0.4 mm, a water flow is passed with a given hydrological regime for 1.5-2 hours, then the water is drained from the hydro tray by gravity, after which the parameters of the resulting sandy relief are measured with a step measurements of at least 20 mm in the transverse and longitudinal directions, according to the measured data of water flow velocities and the dimensions of the recesses and protrusions of the relief in the area of the building structure model, using a computing device, a three-dimensional relief similarity picture is built in the area of the planned placement of the building structure.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Как указывалось выше, исследования влияния речных потоков на характер и размеры размывов и намывов русла реки в районе размещения строительных объектов, проводились на базе лабораторной установки, одним из главных достоинств которой является обеспечение геометрического подобия модели и исследуемого реального объекта. Лабораторная модель речного дна была воспроизведена с учетом гранулометрического состава грунта в естественной среде, коэффициента искажения подвижности наносов и размеров песчаных фракций при пересчете результатов моделирования деформаций дна и расхода наносов на натурные условия. Исходя из опыта изучения картины реальных размывов (при пересчете на модель максимальная глубина ≈ 10 см) была выбрана высота засыпаемого грунта (песка) в гидролотке ≈ 20 см. В процессе проведения экспериментов по скорости и глубине реального речного потока был установлен требуемый расход и уровень воды в лотке и достигнут установившийся равновесный режим, при котором форма и размеры размывов в окрестностях строительного сооружения оставались бы практически постоянными. Расчетное время достижения такого режима было определено по формуле

Figure 00000001
и составило с запасом 1,5-2 часа. Для сохранения сформировавшегося во время водотока рельефа дна на моделируемом участке, слив воды из гидролотка производился самотеком, что заняло ≈ 12 часов. Измеренные данные (кинематические характеристики потока и параметры рельефа) позволили построить трехмерную картину рельефа деформированного участка дна для последующего составления прогноза о возможных образованиях намывов и размывов русла реки вблизи строящегося объекта и принятию мер по устранению или уменьшению этого явления. Установка позволяет проводить исследования по выбору оптимальной формы строительного объекта и расположению по отношению к нему дополнительных конструкций, повышающих обтекаемость сооружения и препятствующих изменению кинематики речного потока в районе расположения объектов и, соответственно, изменению рельефа дна русла реки. As mentioned above, studies of the influence of river flows on the nature and size of erosion and alluvium of the riverbed in the area of construction facilities were carried out on the basis of a laboratory installation, one of the main advantages of which is to ensure the geometric similarity of the model and the real object under study. The laboratory model of the river bottom was reproduced taking into account the granulometric composition of the soil in the natural environment, the coefficient of sediment mobility distortion and the size of sand fractions when recalculating the results of the modeling of bottom deformations and sediment flow to natural conditions. Based on the experience of studying the picture of real erosion (when recalculated to the model, the maximum depth is ≈ 10 cm), the height of the filled soil (sand) in the hydro flume was chosen to be ≈ 20 cm. In the process of conducting experiments on the speed and depth of a real river flow, the required flow rate and water level in the flume and a steady-state equilibrium regime has been reached, in which the shape and size of the erosion in the vicinity of the building structure would remain practically constant. The estimated time to reach such a regime was determined by the formula
Figure 00000001
and amounted to a margin of 1.5-2 hours. To preserve the bottom topography formed during the flow in the simulated area, water was drained from the hydroflume by gravity, which took ≈ 12 hours. The measured data (kinematic characteristics of the flow and relief parameters) made it possible to build a three-dimensional picture of the relief of the deformed section of the bottom for the subsequent forecasting of possible formations of alluvium and erosion of the riverbed near the facility under construction and taking measures to eliminate or reduce this phenomenon. The installation allows carrying out research on the choice of the optimal shape of the construction object and the location of additional structures in relation to it, which increase the streamlining of the structure and prevent changes in the kinematics of the river flow in the area of the objects location and, accordingly, changes in the relief of the river bed.

Сопоставление предлагаемого изобретения и прототипа показало, что поставленная задача – возможность проведения лабораторных исследований влияния речных потоков на рельеф дна в районе размещения строительных сооружений при различных параметрах обтекающих объект потоков – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed invention and the prototype showed that the task - the possibility of conducting laboratory studies of the influence of river flows on the bottom topography in the area of building structures with different parameters of flows flowing around the object - is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention with the criterion of patentability "novelty" .

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области гидравлических испытаний не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the conducted information search in the field of hydraulic testing did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the method meets the criterion of "inventive step".

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где: The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение лабораторной установки, на которой был реализован предлагаемый способ;in fig. 1 shows a schematic representation of a laboratory setup on which the proposed method was implemented;

на фиг. 2 – фотоизображение рельефа дна в районе размещения модели строительного сооружения. in fig. 2 - photographic image of the bottom topography in the area where the building structure model is located.

Предлагаемый способ был реализован на лабораторной установке (фиг.1), смонтированной на базе руслового лотка кафедры гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» с длиной русловой части – 40,0 м; шириной – 2,0 м; высотой стен – 0,8 м; возможным расходом воды – до 100 л/с. Установка представляет собой открытый гидролоток 1, участок дна которого ( 6м) равномерно заполнен калиброванным песком 2. В средней части участка по продольной оси гидролотка 1 размещена модель строительного сооружения 3, выполненная в масштабе 1:50 к натурным размерам сооружения. Установка также включает: устройство регулируемой подачи воды в гидролоток, состоящее из напорного бака с треугольным водосливом 4, установленное в конце гидролотка 1 устройство регулирования уровня воды, выполненное, например, в виде плоского щита, с регулируемой высотой, водосборную емкость и измерительно-вычислительную аппаратуру. В состав измерительной аппаратуры кроме приборов, измеряющих кинематические характеристики потока (устройств измерения уклонов водной поверхности; направлений, траекторий и скоростей поверхностных течений; скоростей течений в различных точках поперечного сечения потока, распределенных по ширине и глубине потока; направлений и траекторий придонных скоростей течений в различных придонных точках поперечного сечения потока см. пат. РФ № 2737238) входит шпиценмасштаб 5 с ценой деления 0,1 мм, измеряющий параметры рельефа дна. Шпиценмасштаб 5 монтируют на металлической раме, установленной на стенках гидролотка 1 с возможностью перемещения последней в продольном направлении лотка, при этом сам шпиценмасштаб 5 выполнен с возможностью перемещения вдоль рамы.The proposed method was implemented on a laboratory installation (figure 1), mounted on the basis of the flume of the Department of hydraulic structures, structures and hydraulics FSBEI HE "State University of the Sea and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov" with the length of the channel part - 40.0 m; width - 2.0 m; wall height - 0.8 m; possible water flow - up to 100 l / s. The installation is an open hydrotray 1, the bottom section of which (6 m) is evenly filled with calibrated sand 2. In the middle part of the site along the longitudinal axis of the hydrotray 1, there is a model of a building structure 3, made on a scale of 1:50 to the actual dimensions of the structure. The installation also includes: a device for controlled water supply to the hydro tray, consisting of a pressure tank with a triangular weir 4, a water level control device installed at the end of the hydro tray 1, made, for example, in the form of a flat shield, with adjustable height, a catchment tank and measuring and computing equipment . The composition of the measuring equipment, in addition to instruments that measure the kinematic characteristics of the flow (devices for measuring the slopes of the water surface; directions, trajectories and velocities of surface currents; current velocities at various points of the cross section of the flow, distributed along the width and depth of the flow; directions and trajectories of the bottom current velocities in various near-bottom points of the cross-section of the flow, see RF Pat. Spitz scale 5 is mounted on a metal frame mounted on the walls of the hydro tray 1 with the possibility of moving the latter in the longitudinal direction of the tray, while the spitz scale 5 itself is configured to move along the frame.

В процессе исследований экспериментальным путем определялись гидравлические характеристики водного потока и параметры деформаций речного дна в районе русловых опор проектируемого мостового перехода в г. Благовещенск при различных вариантах его конструкции и расположения в створе опор ледорезного устройства. Для проведения гидравлических исследований на лабораторной установке в масштабе 1:50 был воспроизведен приустьевый участок реки Зея длиной 250 м (500 см в масштабе на модели), модель русловых опор (короб с размерами 392 × 252 мм) с продольной осью, расположенной на центральной продольной оси лотка и передней (напорной) грани, расположенной на расстоянии 225 см от начала исследуемого участка. Расстояние выбиралось из условия установления равномерной структуры потока и распределения скоростей по ширине русла на подходе к модели опоры. При моделировании дна исследуемого участка реки был использован кварцевый песок с диаметром частиц не менее 0,1 мм и не более 0,4 мм, исходя из условия достаточной подвижности и механизма движения донных наносов в лабораторной установке. In the process of research, the hydraulic characteristics of the water flow and the parameters of deformations of the river bottom in the area of the channel supports of the projected bridge crossing in the city of Blagoveshchensk were experimentally determined with various options for its design and location of the ice-cutting device supports in the alignment. To carry out hydraulic studies on a laboratory installation, at a scale of 1:50, a 250 m long estuarine section of the Zeya River (500 cm in scale on the model) was reproduced, a model of channel supports (a box with dimensions of 392 × 252 mm) with a longitudinal axis located on the central longitudinal the axis of the tray and the front (pressure) face, located at a distance of 225 cm from the beginning of the area under study. The distance was chosen from the condition of establishing a uniform flow structure and the distribution of velocities along the width of the channel on the approach to the support model. When modeling the bottom of the studied section of the river, quartz sand with a particle diameter of at least 0.1 mm and not more than 0.4 mm was used, based on the condition of sufficient mobility and the mechanism of movement of bottom sediments in a laboratory installation.

Устанавливался необходимый расход воды, контролируемый по треугольному водосливу, определяющему заданный гидрологический режим, тождественный режиму реки Зеи на исследуемом участке. После установки режима проводились измерения гидравлических характеристик потока, обтекающего модель (уклонов водной поверхности; направлений, траекторий и скоростей поверхностных течений; скоростей течений в различных точках поперечного сечения потока, распределенных по ширине и глубине потока; направлений и траекторий придонных скоростей течений в различных придонных точках поперечного сечения потока). Через 1,5 – 2 часа подача воды в лоток прекращалась. Из лотка вода сливалась самотеком, обнажая дно в окрестностях модели со сформировавшейся структурой размывов (фиг.2). После слива воды с помощью шпиценмасштаба 5 в поперечном и продольном направлениях определялись размеры и локализация размывов и намывов на дне потока с шагом измерений не менее 20мм. По данным измерений отметок поверхности дна была построена трехмерная картина подобия рельефа в районе планируемого размещения строительного сооружения, позволяющая оценить рельеф, сформировавшийся в результате обтекания потоком размещенных в русле конструкций для последующего анализа результатов.The necessary water flow was set, controlled by a triangular weir, which determines the given hydrological regime, identical to the regime of the Zeya River in the study area. After setting the mode, the hydraulic characteristics of the flow around the model were measured (slopes of the water surface; directions, trajectories and velocities of surface currents; current velocities at various points of the flow cross section, distributed along the width and depth of the flow; directions and trajectories of near-bottom current velocities at various near-bottom points flow cross section). After 1.5 - 2 hours, the water supply to the tray stopped. From the tray, the water drained by gravity, exposing the bottom in the vicinity of the model with the formed structure of erosion (figure 2). After draining the water, using a Spitzenscale 5 in the transverse and longitudinal directions, the sizes and localization of erosion and alluvium at the bottom of the stream were determined with a measurement step of at least 20 mm. Based on the measurement data of the bottom surface marks, a three-dimensional relief similarity picture was built in the area of the planned location of the building structure, which makes it possible to evaluate the relief formed as a result of the flow around the structures placed in the channel for subsequent analysis of the results.

Изобретение было создано специалистами кафедры гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в ходе научно-исследовательских работ. Лабораторная установка была смонтирована на базе руслового лотка Гидротехнической лаборатории Университета. Сопоставление натурных и модельных исследований динамики речного потока показали соответствие абсолютных величин натурных и модельных параметров потока и подтвердило адекватность и работоспособность изготовленной модели. The invention was created by specialists of the Department of Hydraulic Structures, Structures and Hydraulics of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “State University of the Sea and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov" in the course of research work. The laboratory installation was mounted on the basis of the flume of the Hydrotechnical Laboratory of the University. Comparison of full-scale and model studies of the river flow dynamics showed the correspondence of the absolute values of the natural and model flow parameters and confirmed the adequacy and performance of the model.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».The foregoing allows us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ лабораторных исследований речных потоков в районе размещения строительных сооружений, основанный на проведении исследований на лабораторной модели водного потока, выполненной в виде открытого гидролотка, устройства регулируемой подачи воды, устройства регулирования уровня воды, водосборного резервуара и измерительно-вычислительной аппаратуры, и включающий создание на моделируемом участке гидролотка с размещенной на нем моделью строительного сооружения заданного гидрологического режима, тождественного режиму речного потока на исследуемом участке, последующие измерения кинематических характеристик водного потока в районе размещения лабораторной модели строительного сооружения и подачу измеренных результатов в цифровом виде на вычислительное устройство, отличающийся тем, что дно гидролотка на моделируемом участке по всей его ширине и высотой не менее 20 см равномерно заполняют калиброванным песком с диаметром частиц в пределах 0,1-0,4 мм, пропускают водный поток с заданным гидрологическим режимом в течение 1,5-2 часов, затем воду из гидролотка сливают самотеком, после чего измеряют параметры образовавшегося песчаного рельефа с шагом измерений не менее 20 мм в поперечном и продольном направлениях, по измеренным данным скоростей течения воды и размерам углублений и выступов рельефа в районе размещения модели строительного сооружения с помощью вычислительного устройства строят трехмерную картину подобия рельефа в районе планируемого размещения строительного сооружения. A method for laboratory studies of river flows in the area of building structures, based on conducting studies on a laboratory model of a water flow, made in the form of an open hydro-flume, a controlled water supply device, a water level control device, a catchment reservoir and measuring and computing equipment, and including the creation on a simulated section of the hydroflume with a model of a building structure of a given hydrological regime located on it, identical to the regime of the river flow in the study area, subsequent measurements of the kinematic characteristics of the water flow in the area where the laboratory model of the building structure is located and the submission of the measured results in digital form to a computing device, characterized in that the bottom the hydrotray on the simulated area over its entire width and height of at least 20 cm is evenly filled with calibrated sand with a particle diameter in the range of 0.1-0.4 mm, a water flow is passed with a given hydrologist in the static mode for 1.5-2 hours, then the water from the hydro tray is drained by gravity, after which the parameters of the resulting sandy relief are measured with a measurement step of at least 20 mm in the transverse and longitudinal directions, according to the measured data of the water flow rates and the dimensions of the recesses and ledges of the relief in the area where the building structure model is located, a three-dimensional relief similarity picture is built using a computing device in the area where the building structure is planned to be placed.
RU2021110318A 2021-04-13 2021-04-13 Method for laboratory studies of river flows in the civil works area RU2765260C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110318A RU2765260C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Method for laboratory studies of river flows in the civil works area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110318A RU2765260C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Method for laboratory studies of river flows in the civil works area

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765260C1 true RU2765260C1 (en) 2022-01-27

Family

ID=80445464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110318A RU2765260C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Method for laboratory studies of river flows in the civil works area

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765260C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218757U1 (en) * 2023-03-29 2023-06-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" LABORATORY INSTALLATION FOR THE STUDY OF RIVER FLOWS IN THE AREA OF PLACEMENT OF CONSTRUCTION STRUCTURES

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1350519A1 (en) * 1986-03-28 1987-11-07 Алма-Атинский Архитектурно-Строительный Институт Arrangement for simulating motion of earth flows
SU1650850A1 (en) * 1988-12-19 1991-05-23 Джамбулский гидромелиоративно-строительный институт Method of simulating local water erosion downstream of hydraulic engineering structure
RU2013285C1 (en) * 1991-04-17 1994-05-30 Центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" Stand set for simulating flow of water around towed body
RU2308397C2 (en) * 2005-12-15 2007-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") Device for conducting the towing tests of marine engineering facility model in model testing basin
CN105928684A (en) * 2016-04-18 2016-09-07 河海大学 Deposition rule testing device of debris flow meeting with barrier, and application method of deposition rule testing device
RU2737238C1 (en) * 2020-07-10 2020-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Laboratory plant for river stream modeling

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1350519A1 (en) * 1986-03-28 1987-11-07 Алма-Атинский Архитектурно-Строительный Институт Arrangement for simulating motion of earth flows
SU1650850A1 (en) * 1988-12-19 1991-05-23 Джамбулский гидромелиоративно-строительный институт Method of simulating local water erosion downstream of hydraulic engineering structure
RU2013285C1 (en) * 1991-04-17 1994-05-30 Центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" Stand set for simulating flow of water around towed body
RU2308397C2 (en) * 2005-12-15 2007-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") Device for conducting the towing tests of marine engineering facility model in model testing basin
CN105928684A (en) * 2016-04-18 2016-09-07 河海大学 Deposition rule testing device of debris flow meeting with barrier, and application method of deposition rule testing device
RU2737238C1 (en) * 2020-07-10 2020-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Laboratory plant for river stream modeling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218757U1 (en) * 2023-03-29 2023-06-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" LABORATORY INSTALLATION FOR THE STUDY OF RIVER FLOWS IN THE AREA OF PLACEMENT OF CONSTRUCTION STRUCTURES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bennett et al. Experiments on headcut growth and migration in concentrated flows typical of upland areas
Knight Some field measurements concerned with the behaviour of resistance coefficients in a tidal channel
RU2737238C1 (en) Laboratory plant for river stream modeling
Iqbal et al. Application of Godunov type 2D model for simulating sediment flushing in a reservoir
Diab Experimental investigation on scouring around piers of different shape and alignment in gravel
RU2765260C1 (en) Method for laboratory studies of river flows in the civil works area
Black et al. A device to examine the in situ response of intertidal cohesive sediment deposits to fluid shear
CN114781235B (en) Method for calculating underwater drift stable distance of riprap
Szydłowski Experimental verification of storm sewer transient flow simulation
Namaee et al. Experimental study of local scour around side-by-side bridge piers under ice-covered flow conditions
RU218757U1 (en) LABORATORY INSTALLATION FOR THE STUDY OF RIVER FLOWS IN THE AREA OF PLACEMENT OF CONSTRUCTION STRUCTURES
Aldefae et al. Erosion, sediments transport and riverbank stability: A review
Goharrokhi Effect of hydraulic shear stress on the banks of the Red River
Paarlberg et al. Modelling morphodynamic evolution of river dunes
Umumararungu Physical Modelling Investigation of Rock Scour Extent Due to a Plunging Jet for Typical High Head Dams
Bozkus et al. Experimental investigation of scouring around inclined bridge piers
Tullos et al. Simulating dam removal with a 1D hydraulic model: Accuracy and techniques for reservoir erosion and downstream deposition at the Chiloquin Dam removal
Kusuhara et al. Channel and basin sedimentation modelling under limited data availability: Case study of a port in eastern Africa
Vogel Practical River Laboratory Hydraulics
Folorunso Evaluating the roughness and hydraulic resistance of partly vegetated heterogeneous open channel
Yumasheva et al. Experimental Investigations of the Velocity Characteristics of a Flow Interacting with Flexible Protective Coatings
Muhtar et al. Bed resistance investigation for Manning’s and Chezy’s coefficients
Van den Brink Modelling of Scour Depth at Quay Walls due to Thrusters
DING et al. PROCESS-BASED NUMERICAL MODEL FOR SEDIMENT TRANSPORT ADJACENT TO VEGETATION
Bennett An experimental study of headcut growth and development in upland concentrated flows