ВСН 163-83. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (Нефтегазопроводов)

0,003

0,0057

-

-

-

-

0,016

0,0305

0,036

4,606

2,10

6,3907

0,001

0,0024

-

-

-

-

0,006

0,0147

0,017

4,623

2.30

8,0227

-

-

-

-

-

-

0,002

0,0061

0,006

4,629

2. Расчет переформирования берегового уступа

Расчет предельного смещения береговой линии. Первоначальный профиль берега представлен па рис. 48. Исходя из заданного фракционного состава пород, слагающих размываемый береговой склон, приняты следующие крупности частиц, которые определяют уклоны пляжа и отмели: d_п=0,25¸0,50 мм и d₀=0,10¸0,25 мм. Приведенным крупностям фракций, согласно табл. 10, соответствуют уклоны m_п=0,07 и m_o=0,005. Коэффициент k при этом приобретает следующее значение (формула (52)):

k=(0,070-0,005)/(20×0,07×0,005)=9,29.

Коэффициент аккумуляции c принят равным 0,7.

Рис. 48. Пример графического совмещения начального профиля берегового склона b расчетного профиля устойчивой береговой отмели.

В соответствии с рис. 15, высота расчетной волны h_о принята равной 1,8 м. Этой волне при принятой крупности фракций отмели соответствует глубина размывающего действия Н=3,40 м. Сработка уровня воды в водохранилище D принимается равной 2 м. При этом глубина на внешнем крае отмели оказывается Н+D=5,40 м.

Уравнение линии криволинейной части отмели в соответствии с формулой (49) приобретает следующее частное выражение:

x=9,29y²+14,28y.

Расчет профиля отмели по этой формуле до глубины размывающего действия расчетной волны, соответствующей y=3,40, приведен в табл. 42 (графы 1-5).

Ширина криволинейного участка профиля отмели В_Н в соответствии с формулой (50) равна

В_Н=9,29×3,4²+3,4/0,07=155,94 м.

Таблица 42

y м

14,28y

y²

9,29y²

x м

0,25x

0,50x

0,75x

1

2

3

4

5

6

7

8

0,5

7,14

0,25

2,32

9,46

2,36

4,73

7,09

1,0

14,28

1,00

9,29

23,57

5,89

11,78

17,68

1,5

21,42

2,25

20,90

42,32

10,58

21,16

31,74

2,0

28,56

4,00

37,16

65,72

16,43

32,86

49,29

2,5

35,70

6,25

58,06

93,76

23,44

46,88

70,32

3,0

42,84

9,00

83,61

126,45

31,61

63,22

94,84

3,4

48,55

11,56

107,39

155,94

38,98

77,97

116,95

Ширина прямолинейного участка профиля отмели (между вертикалями с глубинами H=3,4 м и H+D=5,4 м) в соответствии с формулой (51) равна

В_D=2(2×9,29×3,4+1/0,07)=154,90 м.

Полная ширина отмели равна

В_o=В_H+В_D=155,94+154,90=310,84 м.

Путем графического совмещения начального профиля берегового склона и расчетного профиля устойчивой береговой отмели с включением подводного и надводного береговых склонов, принятых равными соответственно 0,5 и 1,0 (см. рис 14), получены в первом приближении следующие характеристики: объем разрушения - 910,8 м², объем аккумуляции =615,8 м², смещение береговой линии L'=111,0 м. Полученным значениям и соответствует коэффициент аккумуляции c=615,8/910,8=0,68 вместо требуемого 0,7. Для того чтобы выполнить это условие, вводится поправка DL_б, вычисляемая по формуле

DL_б=(c - )/(cz_p+z_a).

Здесь z_p - в контуре разрушения - превышение наивысшей точки контура над наинизшей; z_a - то же, отнесенное к контуру аккумуляции .

В рассматриваемом примере z_p=9,80 м, z_a=6,30 м (см. рис. 48),

DL_б=(0,7×910,8-615,8)/(0,7×9,8+6,30)=1,65 м.

Исправленное значение конечного смещения береговой линии L_б оказалось равным 111,0-1,65=109,4 м.

Уточненные объемы разрушения и аккумуляции представляются в виде

= -DL_бz_p; = +DL_бz_а

и равны соответственно

=910,8-1,65×9,8=894,6 м²;

=615,8+1,65×6,3=626,2 м²,

а их отношение равно принятому коэффициенту аккумуляции

c=626,2/894,6=0,7.

Результаты совмещения профиля начального берегового уступа и профиля отмели показаны на рис. 48.

Таблица 43

Расчет энергии волн

h_i м

r_i