UDC 627.2
Russian Library and Bibliographic Classification 38.77
BISAC NAT010000
BISAC NAT045050
BISAC NAT025000
BISAC NAT045030
BISAC SCI081000
BISAC SCI092000
BISAC SCI020000
BISAC SCI039000
BISAC SOC053000
BISAC TEC060000
Mathematical Modeling for the Substantiation of Embankment Reconstruction Project in Town Saki (Crimea)
K N Makarov
Sochinskiy gosudarstvennyy universitet
Russian Federation
N K Makarov
Sochinskiy gosudarstvennyy universitet
Russian Federation
Abstract:
Rassmatrivayutsya rezul'taty matematicheskogo modelirovaniya volnovyh usloviy, techeniy, transporta nanosov i dinamiki plyazha na akvatorii Kalamitskogo zaliva, prilegayuschey k g. Saki (Krym) v ramkah razrabotki proekta rekonstrukcii naberezhnoy. Proekt razrabotan Nauchno-proektnym centrom «Beregozaschita» (g. Krasnodar). Modelirovanie vypolnyalos' po programmam, razrabotannym v Rossii i realizuyuschim kak normativnye metody, tak i pionernye razrabotki. V rezul'tate issledovaniy polucheny raschetnye harakteristiki gidro- i litodinamicheskih processov, opredeleny nagruzki i vozdeystviya na proektiruemye sooruzheniya, predlozheny tri varianta konfiguracii plyazheuderzhivayuschih sooruzheniy. Vypolnena ocenka vodoobmena mezhbunnyh i zavolnolomnyh akvatoriy s otkrytym morem.
Rassmatrivayutsya rezul'taty matematicheskogo modelirovaniya volnovyh usloviy, techeniy, transporta nanosov i dinamiki plyazha na akvatorii Kalamitskogo zaliva, prilegayuschey k g. Saki (Krym) v ramkah razrabotki proekta rekonstrukcii naberezhnoy. Proekt razrabotan Nauchno-proektnym centrom «Beregozaschita» (g. Krasnodar). Modelirovanie vypolnyalos' po programmam, razrabotannym v Rossii i realizuyuschim kak normativnye metody, tak i pionernye razrabotki. V rezul'tate issledovaniy polucheny raschetnye harakteristiki gidro- i litodinamicheskih processov, opredeleny nagruzki i vozdeystviya na proektiruemye sooruzheniya, predlozheny tri varianta konfiguracii plyazheuderzhivayuschih sooruzheniy. Vypolnena ocenka vodoobmena mezhbunnyh i zavolnolomnyh akvatoriy s otkrytym morem.
Keywords:
waves, currents, sea level, sediment transport, shore dynamics, configuration of beach holding structures
waves, currents, sea level, sediment transport, shore dynamics, configuration of beach holding structures
Участок проектирования располагается на западном побережье полуострова Крым, в приморской курортной зоне города Саки, на песчаной косе шириной 640 м на берегу Каламитского залива Черного моря. Общая протяженность участка составляет 5850 м. Генеральный азимут береговой линии на участке проектирования αб = 1450 (3250). Средний уклон дна в прибрежной зоне от уреза до глубины 3.0 м составляет i0-3 = 0.022, далее дно уполаживается и уклон дна становится равным i3-10 = 0.015 - 0.010. Цель исследований заключалась в определении необходимых объемов отсыпок пляжеобразующего материала и оптимальной конфигурации пляжеудерживающих сооружений. Для моделирования применялись программные средства, разработанные в России [1, 2] и реализующие нормативные и рекомендательные методы [4, 5], а также пионерные разработки [3]. Была разработана цифровая модель акватории, прилегающей к проектному участку, отображение которой приведено на рисунке 1 По результатам расчетов установлено, что для волноопасных для проектного участка берега направлений в штормах повторяемостью 1 раз за 25 лет средние высоты волн на глубокой воде состав- ляют 3.3 - 3.6 м при средних периодах 8.2 - 8.7 с, средняя длина волн - 108 - 119 м. Продолжительность развитой фазы штормов - 16 часов. Высота волн 1% обеспеченности в системе достигает 8.6 м (ЮЗ направление). Для определения оптимальной конфигурации пляжеудерживающих сооружений было выполнено математическое моделирование. Моделирование выполнялось на воздействие наиболее опасных с точки зрения размыва пляжей расчетных штормов повторяемостью 1 раз за 25 лет от ЮЮЗ и З направлений. Для центрального участка с сооружениями выполнено также моделирование динамики пляжа при последовательном проходе штормов от противоположных направлений. В техническом задании к работе было сказано, что надводная ширина пляжей не должна быть менее 35 м. Поэтому размыв пляжа по отношению к рекомендуемой его ширине - 45 м в штиль допускается не более, чем на 10 м. Рассмотрены следующие варианты пляжеудерживающих сооружений: 1. Система бун с волноломами. Всего 11 бун длиной по 115 м, 5 волноломов длиной по 60 м - рисунок 2; 2. Система прерывистых волноломов с бунами. Длина бун - по 60 м, длина волноломов - по 70 м, расстояние между бунами - 150 м, рисунок 3 (модельный участок из трех межбунных отсеков) 348 3. Система из волноломов с бунами на границах участка. Длина волноломов - 80 м, расстояние между волноломами - 140 м, рисунок 4 (модельный участок из трех волноломов) Для всех вариантов сооружений выполнена оценка водообмена межбунных отсеков и заволноломных акваторий с открытым морем. Как наименее материалоемкий и экологически безопасный, для реализации рекомендован вариант сооружений № 3.
1. Svidetel'stvo ob oficial'noy registracii programmy dlya EVM № 950056 ot 17.02.95. Programmnyy kompleks gidrodinamicheskih i litodinamicheskih raschetov «Bereg». Versiya 3.0 / K.N. Makarov, A.A. Nikolenko.
2. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM № 2014617856 ot 05.08.2014. Programma rascheta dinamiki svobodnyh plyazhey i plyazhey pod zaschitoy plyazheuderzhivayuschih sooruzheniy, v tom chisle na iskusstvennyh ostrovah / K.N. Makarov, N.K. Makarov, A.A. Nikolenko, Yu.R. Pogorel'cev.
3. Novye matematicheskie modeli i programmnye kompleksy v pribrezhnoy morskoy gidrotehnike / K.N. Makarov [i dr.] - Sochi : SGU, 2014. - 187 s.
4. SP 38.13330.2012. Nagruzki i vozdeystviya na gidrotehnicheskie sooruzheniya (volnovye, ledovye i ot sudov). - M.: Minregionrazvitiya RF, 2012. - 119 s.: il.
