CC BY
19
УДК 556.537
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В ГИДРОСТВОРАХ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ
РЕКИ НЕЛЬМЫ
П. С. Сысоева
PROCESSING OF MEASUREMENT RESULTS IN THE UPPER PART OF THE NELMA RIVER HYDRO SOLUTIONS
P.S. Sysoeva
Аннотация. По результатам инженерных изысканий на малой реке Нельме построены профили поперечного сечения, рассчитаны зависимости площади поперечного сечения, смоченного периметра и гидравлического радиуса от максимальной глубины в двух створах.
Ключевые слова: река Нельма; результаты изысканий; поперечное сечение; максимальная глубина.
Abstract. According to the results of engineering surveys on the small river Nelma, cross-section profiles were built, the dependence of the cross-sectional area, wetted perimeter and hydraulic radius on the maximum depth in the two sections were calculated.
Keywords: Nelma river; cross section; average speed; water level max.
Введение
Малая река Нельма протекает в Зеленоградском районе Калининградской области, начало река берёт из озера Пугачёвского (рис. 1), в районе пос. Романово, устье реки - бухта Приморская Калининградского залива. Длина водотока составляет 30 км, площадь водосборного бассейна 167 км2, принадлежит бассейну рек Балтийского моря [1].
На Нельме расположен гидрологический пост 1 разряда в поселке Кострово, который был открыт в сентябре 1963 года [2]. Результаты измерений до 1985 года опубликованы в гидрологических ежегодниках. На Интернет-ресурсе [3] представлены измерения только за 2008-2013 годы, они доступны зарегистрированным пользователям. Ранее были проведены гидрохимические исследования на реке Нельме (см., например, [4-6]). Изучение гидрометрического материала ограничивалось данными, полученными указанным постом ([7, 8] и библ. в них).
Цель данной статьи - выполнить гидрометрические наблюдения в верхней части реки Нельмы в период межени, построить поперечные профили, найти зависимости площади поперечного сечения, смоченного периметра и гидравлического радиуса от максимальной глубины в двух створах.
Исходные данные
В качестве исходных были использованы результаты измерений на реке Нельме вблизи впадения в нее реки Мучной, сделанные 15 сентября 2018 года во время полевых исследований. Вид участка изысканий показан на рис. 2, 3, схема - на рис. 4. Для промеров профиля реки были выбраны 2 створа на расстоянии 50 м друг от друга. Первый - до впадения притока, второй - после, приблизительно на одинаковом расстоянии.
Створ №1. Ширина водной поверхности 3.5 м. Дно чистое, песчаное.
Створ №2. Ширина водной поверхности 6.2 м. Дно с левой стороны заилено, с правой - чистое, песчаное.
Рисунок 1 - Озеро Пугачёвское (пос. Романово) - исток реки Нельмы
Рисунок 2 - Вид участка изысканий на реке Нельме (створ №1)
http://vestnik-nauki.ru
Рисунок 3 - Вид участка изысканий на реке Нельме (створ №2)
Рисунок 4 - Схема участка изысканий. Номера промерных створов: 1, 2
Река Мучная впадает в Нельму на 10 километре от её истока по правому берегу. В данном районе были проведены визуальные наблюдения и промеры дна створа реки Мучной в месте впадения в Нельму (рис. 5). Воды Нельмы в данном месте прозрачные, чистое песчаное дно без заиления, а воды реки Мучной, наоборот, мутные, дно заилено. Данный
контраст очень заметен при визуальном осмотре. В нескольких местах у берега Нельмы всё же обнаружены места заиления. В связи с долгим отсутствием дождей - русло местами пересохло.
Рисунок 5 - Главный приток реки Нельма - река Мучная (слева)
На рис. 6-8 представлены поперечные профили русла реки Нельмы и Мучной в
указанных створах.
Рисунок 6 - Поперечный профиль в створе №1
http://vestnik-nauki.ru
Рисунок 7 - Поперечный профиль в створе №2
Z\ м
005
0.04
о. о:
0.02
001
11
2.2
3.3
44
6.6 ХЗ. и
Рисунок 8 - Поперечный профиль реки Мучной в месте впадения в реку Нельму. Ширина водной поверхности 5.1 м
Расчёты
Расчеты выполнены в среде Mathcad методом, разработанным в [9, 10]. На рис. 9-10 показана полученная при замерах и рассчитанная связь координаты с глубиной в створе № 1. Зависимость площади живого сечения от наибольшей глубины h (рис. 11):
п п
G)1(h) =^ x11(t)dt +J x12(t)dt.
http://vestnik-nauki.ru
к,НИ
Рисунок 9 - Связь координаты с глубиной слева от нижней точки в створе №1
Ъ,Н12
Рисунок 10 - Связь координаты с глубиной справа от нижней точки в створе №1
О 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 л=ы
Рисунок 11 - Зависимость площади живого сечения от наибольшей глубины в створе №1 Зависимость смоченного периметра х от наибольшей глубины водотока И (рис. 12)
х1(Ъ) := Г 1 + (4 х11(1))2 4 + Г 1 + (4 х 12(1))2 ёг. (2)
ХН®, и
о
4.5 3 1.5
О
О 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 К м
Рисунок 12 - Зависимость смоченного периметра х от наибольшей глубины в створе
№1
Зависимость
RUhX м
0.04 0.03 0.02 0.01
О
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Рисунок 13 - Зависимость гидравлического радиуса от наибольшей глубины в створе № 1
Заключение
По результатам полевых исследований во время на малой реке Нельме построены площади поперечного сечения, рассчитаны зависимости площади поперечного сечения, смоченного периметра и гидравлического радиуса от максимальной глубины в двух створах, построены площади поперечного сечения. Предложенный метод и результаты расчетов могут быть использованы при проведении инженерно-гидрологических изысканий на малых водотоках региона в период межени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственный водный реестр: река Нельма [Электронный ресурс]. URL: http://textual.ru/gvr/index.php?card=149633 (дата обращения: 01.10.2018).
2. Каталог гидрологических постов. ФГБУ «ВНИИ гидрометеорологической информации - Мировой центр данных» [Электронный ресурс]. URL: http://meteo.ru/services-and-products/131-hydro-data (дата обращения: 01.04.2018).
гидравлического радиуса от наибольшей глубины водотока h (рис. 13)
R1( = ^
xm
(3)
3. Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов [Электронный ресурс]. Режим доступа - по паролю. URL: https://gmvo.skniivh.ru/ (дата обращения: 10.05.2018).
4. Берникова Т.А., Цупикова Н.А. Малые реки Калининградской области: проблемы и возможные пути их решения // Комплексное изучение бассейна Атлантического океана: сборник научных трудов. Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2006. С. 51-57.
5. Берникова Т.А., Нагорнова Н.Н., Цупикова Н.А. Некоторые результаты гидрологического исследования водотоков Калининградской области // Известия КГТУ. 2014. № 32. С. 74-84.
6. Великанов Н.Л., Наумов В.А., Маркова Л.В., Смирнова Л.В. Результаты натурных исследований малых водотоков на мелиорированных землях региона // Вода: химия, экология. 2013. № 7. С. 18-26.
7. Наумов В. А. Результаты статистического анализа региональных гидрологических и климатических рядов // Вестник науки и образования Северо-Запада России: электронный журнал. 2016. Т.2, №3. С. 46-56. URL: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2016/08/2016-N3-Naumov.pdf.
8. Наумов В.А., Ахмедова Н.Р. Инженерные изыскания в бассейне реки Преголи: монография. Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО «КГТУ», 2017. 183 с.
9. Наумов В.А., Сысоева П.С. Компьютерная обработка результатов инженерно-гидрологических изысканий при отсутствии систематических наблюдений на малых водотоках // Информационные технологии в моделировании и управлении: подходы, методы, решения. Сборник научных статей I Всероссийской научной конференции (Тольятти, 12-14 декабря 2017 г.) В двух частях. Ч. 2. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2017. С. 180-187.
10. Наумов В. А., Сысоева П.С. Программное обеспечение для обработки результатов инженерно-гидрологических изысканий // Развитие инженерно-технических методов природообустройства и водопользования: сборник научных трудов. Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО «КГТУ», 2018. С. 47-55.
REFERENCES
1. Gosudarstvennyy vodnyy reestr: reka Nel'ma [State water register: Nelma river]. [Electronic resource]. Available at: http://textual.ru/gvr/index.php?card= 149633 (date accessed: 01.10.2018).
2. Katalog gidrologicheskikh postov [Catalog of hydrological posts]. FGBU «VNII gidrometeorologicheskoy informatsii - Mirovoy tsentr dannykh» [Electronic resource]. Available at: http://meteo.ru/services-and-products/131-hydro-data (date accessed: 01.04.2018).
3. Avtomatizirovannaya informatsionnaya sistema gosudarstvennogo monitoringa vodnykh ob"ektov [Automated information system of state monitoring of water]. [Electronic resource]. Available at: https://gmvo.skniivh.ru/ (data accessed: 10.05.2018).
4. Bernikova T.A., Tsupikova N.A. Malye reki Kaliningradskoy oblasti: problemy i vozmozhnye puti ikh resheniya [Small rivers of the Kaliningrad region: problems and possible ways of their solving]. Kompleksnoe izuchenie basseyna Atlanticheskogo okeana: sbornik nauchnykh trudov. Kaliningrad: Izd-vo RGU im. I. Kanta, 2006, pp. 51-57.
5. Bernikova T.A., Nagornova N.N., Tsupikova N.A. Nekotorye rezul'taty gidrologicheskogo issledovaniya vodotokov Kaliningradskoy oblasti [Some results of hydrological studies of the watercourses of Kaliningrad region]. IzvestiyaKGTU. 2014. No. 32, pp. 74-84.
6. Velikanov N.L., Naumov V.A., Markova L.V., Smirnova L.V. Rezul'taty naturnykh issledovaniy malykh vodotokov na meliorirovannykh zemlyakh regiona [Results of field studies of small watercourses on reclaimed lands of the region]. Voda: khimiya, ekologiya. 2013. No. 7, pp. 18-26.
7. Naumov V.A. Rezul'taty statisticheskogo analiza regional'nykh gidrologicheskikh i klimaticheskikh ryadov [Results of the statistical analysis of regional hydrological and climate]. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii: elektronnyy zhurnal. 2016. V.2, No.3, pp. 4656. URL: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2016/08/2016-N3-Naumov.pdf.
8. Naumov V.A., Akhmedova N.R. Inzhenernye izyskaniya v basseyne reki Pregoli: monografiya [Engineering surveys in the basin of the Pregel river]. Kaliningrad: Izd-vo FGBOU VO «KGTU», 2017. 183 p.
9. Naumov V.A., Sysoeva P.S. Komp'yuternaya obrabotka rezul'tatov inzhenerno-gidrologicheskikh izyskaniy pri otsutstvii sistematicheskikh nablyudeniy na malykh vodotokakh [Computer processing of the results of engineering-hydrological surveys in the absence of systematic observations on small watercourses]. Informatsionnye tekhnologii v modelirovanii i upravlenii: podkhody, metody, resheniya. Sbornik nauchnykh statey I Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii (Tol'yatti, 12-14.12.2017.). V.2. Tol'yatti: Izd-vo TGU, 2017, pp. 180-187.
10. Naumov V. A., Sysoeva P.S. Programmnoe obespechenie dlya obrabotki rezul'tatov inzhenerno-gidrologicheskikh izyskaniy [Software for processing the results of engineering and hydrological studies]. Razvitie inzhenerno-tekhnicheskikh metodov prirodoobustroystva i vodopol'zovaniya: sbornik nauchnykh trudov. Kaliningrad: Izd-vo FGBOU VO «KGTU», 2018, pp. 47-55.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Сысоева Полина Сергеевна Калининградский государственный технический университет, г. Калининград, Россия, студент магистратуры направления «Прироообустройство и водопользование» E-mail: [email protected]
Sysoeva Polina Sergeevna FSEI HE «Kaliningrad State Technical University», Kaliningrad, Russia, The master's student of direction «Environmental engineering and water management», E-mail: [email protected]
Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с автором статьи: 236022, Россия, Калининград, Советский пр., 1, КГТУ, ГУК, каб. 322.
8(4012)99-53-37
