Тема: «Исследование экологического состояния участка реки и анализ

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Курсовая работа

по дисциплине «Водные изыскания и исследования»

Тема: «Исследование экологического состояния участка реки и анализ

Русловых переформирований»

Студент гр.-

Протодьяконова А.В.

Работа зачтена:

Преподаватель:

Шамова В.В.

Новосибирск-2010

Содержание

Введение

Раздел 1. Описание участка

Раздел 2. Построение и определение влияния розы ветров на исследуемый участок

Раздел 3. Анализ химического состава воды

Раздел 4. Построение графика связи уровней воды между гидропостами

4.1 Выбор соответственных точек по графикам колебания уровней воды

4.2 Расчет и анализ скорости добегания

4.3 Построение и анализ кривой связи уровней воды

Раздел 5. Построение кривых обеспеченности и выбор проектного уровня

Раздел 6. Построение линий свободной поверхности между гидропостами при максимальном и проектном уровнях воды

6.1 Построение линии свободной поверхности при максимальном уровне, определение падения и продольного уклона

6.2 Построение линии свободной поверхности при проектном уровне, определение падения и продольного уклона

Раздел 7. Построение и анализ продольного профиля русла по оси судового хода на исследуемом участке

7.1 Определение отметок максимального уровня

7.2 Определение отметок проектного уровня по уклону водной поверхности

7.3 Вычисление значений срезок на исследуемом участке

7.4 Определение отметок проектного уровня по значениям срезки, сравнение и анализ результатов

7.5 Построение и анализ продольного профиля русла по оси судового хода

Раздел 8. Исследование скоростного режима русла

8.1 Определение средней и размывающей скоростей течения

8.2 Исследование влияния на речной поток центробежных сил инерции на поворотах русла

8.3 Исследование влияния на речной поток отклоняющей силы вращения Земли

8.4 Определение расхода воды и расхода взвешенных наносов в поперечном сечении русла

Раздел 9. Анализ русловых переформирований

9.1 Построение сопоставленных планов

9.2 Построение совмещенных планов

9.3 Анализ русловых деформаций

Графическая часть

Заключение

Использованная литература

Введение

Водные изыскания, выполняемые в связи со строительством гидротехнических сооружений на водоемах, носят название гидротехнических изысканий. В зависимости от целей гидротехнического строительства они подразделяются на воднотранспортные, водно-энергетические, лесосплавные, мелиоративные и др.

Для производства изысканий технические участки имеют в своем составе специализированные и русловые изыскательные партии.

В реке большое число элементов находится во взаимодействии и составляет сложную систему. Если рассматривать любой водоток, даже на участке небольшой протяженности, длина которого может составлять от нескольких сот метров до нескольких километров, можно утверждать, что один участок не похож на другой, русло существенно меняется: изменяется глубина, ширина, средние скорости течения и скоростная структура потока в целом, состав донных отложений, тип берегов и т.д. Это разнообразие физической среды обуславливает разнообразие флоры и фауны.

В результате вмешательства человека, особенно когда результаты его носят глобальный в масштабах реки характер, происходит разрыв природного экологического цикла. Некоторые виды растений и организмов полностью исчезают или быстро уничтожаются. Последнее относится и к берегам рек, которые играют немаловажную роль в речной экосистеме, причем если глубины водного потока значительны, береговая среда играет первостепенную роль как зона перехода от водной среды к береговой.

В курсовой работе предлагается сделать анализ русловых деформаций по сопоставленным и совмещенным планам, построить продольный профиль по оси судового хода, исследовать скоростной режим участка съемки и дать анализ экологического состояния рассматриваемого участка реки с учетом влияния господствующих ветров.

Раздел 1. Описание участка

1) Название участка – р. Вилюй, 1064-1073 км от устья

Название переката – Балыктахский

2) Наличие островов – острова отсутствуют

Наличие осередков (длина и максимальная ширина) - длина осередка – 0, 375 км, ширина осередка – 0, 05 км

3) Коэффициент извилистости:

Коэффициент разветвленности:

где длина рукавов и проток;

L- длина судового хода.

4) Гарантированная глубина:

5) Минимальная и максимальная ширина русла между нулевыми изобатами: на 1070, 9 км

на 1072, 8 км

6) Минимальная и максимальная ширина русла между изобатами гарантированной глубины:

на 1070, 9 км

на 1069, 9 км

7) Минимальная и максимальная глубины по линии судового хода:

на 1064, 3 км

на 1072, 4 км

8) Притоки - на левом берегу на 1071, 2 км – руч. Куссугуй-Балыктах,

на правом берегу на 1073, 1 км – руч.Тетинг-Юрюйе и

на 1070, 3 км – руч.Улахан-Балыктах.

Водовороты – отсутствуют

Течения – имеется затяжное течение и свальное течение на 1066, 8 км.

9) Затоны, пристани, существующие судоходные прорези и выправительные сооружения отсутствуют.

10) Длина участка: по судовому ходу – 6, 75 км (1064-1073 км от устья)

11) Характеристика берегов:

Крутизна: крутые берега

Растительность: имеются кусты, луга и болота отсутствуют.

Состав грунтов: галечные берега

12) Причины образования переката: неравномерное размытие русла, оседание наносов и т. д.

13) Направление течения реки: река течет с запада на восток

14) Наличие пунктов плановой и высотной опорной сети:

На левом берегу на 1065, 6 и 1068, 6 километрах имеются перевальные знаки и на 1066, 1 и 1067, 6 километрах имеются ходовые знаки.

А на правом берегу ходовые знаки имеются на 1064, 3 и 1071, 3 километрах

15) Населенные пункты и другие объекты отсутствуют

Таблица 7.1 – Определение отметок проектного уровня

№ / №	Опреде ляемые величины	Верхний г/п №163	№ № километра						Нижний г/п №164
№ / №	Опреде ляемые величины	Верхний г/п №163	0	1	2	3	4	5	Нижний г/п №164
1	ZH_{max n}	152, 85	147, 226	147, 152	147, 078	147, 004	146, 93	146, 856	137, 78
2	H_n	3, 83	4, 362	4, 369	4, 376	4, 383	4, 39	4, 397	5, 36
3	ZH_пр._n	149, 02	142, 864	142, 783	142, 702	142, 621	142, 54	142, 459	132, 42
4	Z_n	-	4, 362	4, 369	4, 376	4, 383	4, 39	4, 397	-
5	ZH_пр._n	-	142, 864	142, 783	142, 702	142, 621	142, 54	142, 459	-

Вывод:

Расчёты таблицы сделаны верно, так как Hn = Zn.

Таблица 8.1 – Вычисление скоростей в точках живого сечения

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала l_i, м	Глубина на вертикали h_i, м	Точки измерения на вертикали	Суммарное число оборотов в точке, N, об.	Время измерения в точке, t, с	Число оборотов в 1 секунду n = N / t	Скорость течения в точке, м/с, v = a + b * n	Средняя скорость течения на вертикали, V_ср._i, м/с
1	25	1	Поверхность	120	163	0, 74	0, 59	0, 52
			0, 2	120	167	0, 72	0, 58
			0, 6	80	116	0, 68	0, 55
			0, 8	80	148	0, 54	0, 44
			Дно	60	144	0, 42	0, 35
2	75	3, 6	Поверхность	140	145	0, 97	0, 77	0, 64
			0, 2	140	149	0, 94	0, 75
			0, 6	100	128	0, 78	0, 62
			0, 8	100	153	0, 65	0, 53
			Дно	80	160	0, 50	0, 41
3	225	1	Поверхность	140	136	1, 03	0, 81	0, 72
			0, 2	140	137	1, 02	0, 81
			0, 6	120	130	0, 92	0, 73
			0, 8	100	126	0, 79	0, 63
			Дно	80	134	0, 60	0, 49

Таблица 8.2 – Вычисление расхода воды аналитическим способом

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала l_i, м	Глубина на вертикали h_i, м	Площадь сечения между вертикалями wi,		Средняя скорость		Расход между вертикалями q_i, м³/с
					На вертикали Vср.i, м/c	Между вертикалями , м/с
1	2	3	4		5	6	7
Урез левого берега	0	0	12, 5			0, 36	4, 5
1	25	1			0, 52
			110, 4			0, 58	64, 03
2	75	3, 6			0, 64
			340, 4			0, 68	231, 47
3	225	1			0, 72
			14			0, 5	7
Урез правого берега	248	0
			W=				Q=
				Vср=0, 64 hср=1, 91

Таблица 8.3 – Вычисление мутностей и единичных расходов взвешенных наносов в точках живого сечения

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала l_i, м	Глубина на вертикали h_i, м	Точки измерения на вертикали	Скорость течения в точке, v, м/с	Объём пробы, A, см³	Вес наносов в пробе, P, г	Мутность в точке, , г/м³	Единичный расход наносов в точке, , г/(м² с)	Сред. ед. расход наносов на верт.,
1	25	1	Поверхность	0, 59	3000	0, 054	18	10, 62	10, 26
			0, 2	0, 58	3000	0, 052	17, 3	10, 03
			0, 6	0, 55	3000	0, 057	19	10, 45
			0, 8	0, 44	3000	0, 066	22	9, 68
			Дно	0, 35	3000	0, 096	32	11, 2
2	75	3, 6	Поверхность	0, 77	3000	0, 067	22, 3	17, 17	14, 80
			0, 2	0, 75	3000	0, 067	22, 3	16, 73
			0, 6	0, 62	3000	0, 071	23, 7	14, 69
			0, 8	0, 53	3000	0, 073	24, 3	12, 88
			Дно	0, 41	3000	0, 079	26, 3	10, 78
3	225	1	Поверхность	0, 81	3000	0, 071	23, 7	19, 19	17, 64
			0, 2	0, 81	3000	0, 066	22	17, 82
			0, 6	0, 73	3000	0, 072	24	17, 52
			0, 8	0, 63	3000	0, 085	28, 3	17, 83
			Дно	0, 49	3000	0, 095	31, 7	15, 53

Таблица 8.4 – Вычисление расхода взвешенных наносов в живом сечении русла

№ № вертикалей	Расстояние от постоянного начала l_i, м	Глубина на вертикали h_i, м	Средний единичный расход наносов на вертикали, , г/(м² с)	Средний единичный расход наносов между вертикалями , г/(м² с)	Площадь сечения между вертикалями w_i, м²	Расход наносов между вертикалями r_i, кг/с
1	2	3	4	5	6	7
Урез левого берега	0	0
1	25	1	10, 26	7, 18	12, 5	0, 09
2	75	3, 6	14, 80	12, 53	110, 4	1, 38
3	225	1	17, 64	16, 22	340, 4	5, 52
Урез правого берега	248	0		8, 82	14 W = 477, 3	0, 12 R = 7, 11

Средняя мутность в сечении

= 1000 * 7, 11 / 307 = 23, 15 г/м³

Анализ русловых деформаций

На затруднительных участках, в особенности в разветвлённых руслах, анализ многолетних русловых переформирований имеет определяющее значение для выбора варианта конкретного улучшения. На основе такого анализа определяется ведущий берег, а также выбирается направление судового хода и трассы.

При анализе переформирований русла необходимо не только зафиксировать его определённые изменения, но также выявить причины этих изменений и их закономерности. Анализ переформирований на затруднительном участке проводится по возможности в две стадии:

1) выявление общих тенденций развития русла на участке за длительный период времени;

2) детальный анализ переформирования отдельных элементов русла за последние два года.

На основе анализа в первом приближении определяется ведущий берег или ведущие берега.

Анализ сопоставленных планов съёмок проводим с помощью координатной сетки, которая даёт возможность исследовать для меандрирующих русел за интервал времен скорости размыва вогнутых и намыва выпуклых берегов; для русел побочневого типа определяется скорость перемещения побочней и осерёдков; на разветвлённых участках устанавливается зависимость интенсивности развития рукавов во времени.

По совмещённым планам устанавливаются:

1) недеформирующиеся части русла;

2) части русла, деформирующиеся примерно с одинаковой интенсивностью и в одном направлении;

3) части русла, деформации которых систематически меняются по интенсивности и по направлению;

4) интенсивность размыва вогнутых и нарастания выпуклых берегов, особенно в меандрирующих руслах, а также характер развития этого процесса во времени;

5) средние скорости движения побочней и осерёдков, особенно на участках с побочневым русловым процессом.

При наличии данных геологического строения участка совмещённые и сопоставленные планы анализируются одновременно с изучением геологического строения берегов русла и поймы, т.к. разница в многолетних переформированиях затруднительных участков является, главным образом, следствием двух факторов: особенностей планового очертания русла и геологии поймы.

В результате анализа сопоставленных и совмещённых планов устанавливаются общие тенденции развития русла по его длине, определяются направление и интенсивность деформаций по частям участка, даётся описание и размеры зон размывов и намывов правого и левого берегов.

Анализ сопоставленных планов

На участке 1064-1066 км по правому берегу на повороте увеличивается зона размыва, по левому берегу зона намыва. Осерёдок на 1066, 7-1067, 3 км смещается ниже по течению на 25 – 30 метров. Скорость перемещения осерёдка около 25-30 м/10 лет, аналогичная скорость при размыве и намыве берегов осерёдка; А также на 1069, 5-1070, 3 км. увеличивается зона размыва по левому берегу, а на правом берегу происходит намыв берега.

Анализ совмещённых планов

На участке 1071-1073 км берега не деформировались, а на всех остальных участках происходит деформация берегов примерно с одинаковой интенсивностью. А именно 1064-1066 км по правому берегу образовалась зона размыва, а по левому зона намыва и на 1069, 5-1070, 3 км по левому берегу зона размыва, по правому зона намыва.

Заключение

Мы провели анализ русловых деформаций по сопоставленным и совмещённым планам, построили продольный профиль по оси судового хода, исследовали скоростной режим участка съёмки и сделали анализ экологического состояния рассматриваемого участка реки с учётом влияния господствующих ветров.

Список используемой литературы

1) Шамова В.В. “Методические указания по курсовой работе для студентов специальности КИОВР гидротехнического факультета “Водные изыскания и исследования”, НГАВТ, г. Новосибирск – 99

2) Шамова В.В., Бортникова К.С. “Альбом планов участков реки Вилюй. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине “Русловые изыскания”, НГАВТ, г. Новосибирск - 08