Способы анализа судоходного состояния водного пути.

ППР требует выбора оптимальных решений при производстве комплекса путевых работ. Для этого кроме теоретических знаний по гидрологии, русловых процессов, а также наличия технических средств необходимы данные о количественных, т.е.по размерам и времени, и качественных, т.е. по направлению деформациях русла, а в итоге измененений судоходных глубин. Такие изменения происходят как под влиянием естественных условий, так и от проведения дноуглубительных и выправительных работ.

Таким образом, требуется выполнение анализа состояния глубин за предыдущие годы, как на отдельных перекатах так и в целом на судоходном плёсе за предыдущие годы. Для такого анализа нужно использовать данные гидрологических наблюдений и водных изысканий. Иначе говоря, требуется проведение мониторинга судоходного состояния водного пути, включая составления прогноза русловых деформаций и судоходных глубин.

Наличие исходных данных, их полнота и качество определяет способ анализа: морфологический или статистический.

1. Морфологический (геоморфологический):

Выполняется на основе материала русловых изысканий и исследований (съёмки перекатов, гидрологические, гидрометрические, геологические данные на конкретном участке водного пути). Систематизация плановых материалов за ряд лет позволяет выявить развитие русловых форм и сделать прогноз деформаций и судоходных глубин.Обычно такой анализ выполняется в 2 этапа:

На 1-ом этапе выявляются общие тенденции развития русла за многолетний период (5-15 лет), определяется тип руслового процесса(побочневый,меандрирующий,многорукавный), устанавливаются причины русловых деформаций. Для этого составляют ленты сопоставленных планов за многолетие,а на их основе совмещённые планы.

На 2-ом этапе выполняется детальный анализ русловых изменений отдельных участков за последние 2-3 года, используются плановые материалы, данные гидрометрии, геологии и гидрологии.

Морфологический анализ позволяет наметить пути улучшения условий судоходства на отдельных перекатах и в целом на судоходном плесе, а также подготовить данные к гидравлическим расчётам и выбрать способы их выполнения.

(Судоходный плёс – протяженный участок водного пути (от 50 до 500 км) с одинаковыми габаритами судового хода).

Морфологический анализ - самый надёжный и объективный, но требует проведения натурных исследований, которые затратные и не всегда выполняются. В дополнение к морфологическому анализу используют статистический анализ.

2. Статистический:

Для такого анализа используются значения минимальных судоходных глубин(Т) на перекатах и соответствующие им уровни воды(Н). Эти данные формируются по результатам ежедневных измерений глубин на каждом перекате и уровней воды на опорном гидропосту в подготовительный период, т.е. на спаде паводка.

Суть анализа: судоходное состояние переката определяется минимальными глубинами, которые на спаде половодья меняются в зависимости от уровня воды. Статистическая связь минимальных судоходных глубин на перекате с уровнями воды является достаточно тесной, близкой к функциональной, может быть аппроксимирована полиномом второй степени. T = a + bH + cH2, где a, b, c – коэффициенты, зависящие от гидрологических условий и строения переката. Аналогично может быть представлена кривая дифференцированных глубин, т.е. связь Tд с H, где Тд – плановые глубины. Tд = a1 + b1H + c1H2, где a1, b1, c1 – коэффициенты, зависящие от координат КДГ (кривая дифференцированных глубин).

Построение этих кривых (математическая модель переката) не сложно, используя метод наименьших квадратов. Их сопоставление и математическое исследование с последующим анализом дает возможность сделать вывод о состоянии судоходных глубин и деформаций на исследуемом перекате, как за одну навигацию так и за ряд лет.

Используя результаты анализа на ряде перекатов, входящих в судоходный плёс, можно оценить судоходное состояние всего плёса.

Этот способ даёт количественные данные о глубинных деформациях, но он субъективен, так как исходные данные (измеренные глубины) зависят от точности измерения. Достоинства: простота выполнения расчёта с использованием ПК.