Геометрические и гидрологические показатели. Гидравлические параметры

Для определения судоходных глубины и ширины абсолютно необходимо иметь данные о сериях поперечных сечений вдоль реки, близко расположенных друг к другу (например, эхолокационные измерения). Минимальный уровень, при котором обеспечивается судоходная ширина, должен быть определен для каждого поперечного сечения.

Низкий судоходный уровень для каждого поперечного сечения определяется прибавлением значения минимальной судоходной глубины (предписанной для данной реки) к минимальному уровню реки. Радиус извилистости может быть определен графически по контурной карте соответствующего масштаба и точности.

В случае изучения пригодности реки для судоходства целесообразно проводить это исследование для нескольких значений минимальной судоходной ширины, чтобы пригодность реки для плавания судов определенной категории могла быть точно определена.

Гидрологические показатели. Для определения фазы гидрологического режима, при котором речной сток обеспечивает низкий судоходный уровень, необходимо произвести расчет гидрографов стока и кривых продолжительности стояния уровней или расходов потока в заданных поперечных сечениях реки.

Гидрографы стока, по возможности, должны быть определены по рядам ежедневных данных минимальной продолжительностью в 30 лет и широкой амплитудой вероятности (см. рисунок II.4.29). Кроме того, гидрографы должны быть рассчитаны для различных вероятностей превышения.

Рисунок II.4.29. Средние гидрографы стока в створе, расположенном на 1 695-м километре реки Дунай

Периоды, в течение которых предписанная минимальная глубина фарватера ожидается с заданной вероятностью, могут быть определены путем наложения линии низкого судоходного уровня на эти кривые. Продолжительности этих периодов могут быть получены посредством расчета значений этих продолжительностей и/или вероятностей.

Так как однородность данных об уровнях не всегда гарантируется, то сначала следует определить продолжительности стояния соответствующих расходов воды, а затем пересчитать их в значения для уровней с использованием надежной зависимости уровень-расход (см. том I, глава 5).

Продолжительность стояния низкого судоходного уровня может быть определена для заданного участка течения реки посредством сопоставления низкого судоходного уровня с гидрографами стока в различных поперечных сечениях реки. Например, в соответствии с исследованиями, проведенными для реки Дунай, низкий судоходный уровень соответствует уровню воды 94-процентной продолжительности, рассчитанному по рядам уровенных данных за безледоставный период (рисунок II.4.30).

Рисунок II.4.30. определение судоходного уровня и расхода воды заданной продолжительности

В умеренной и арктической климатических зонах продолжительность навигационного сезона определяется, главным образом, ледовым режимом рек. На основе данных наблюдений за различными ледовыми явлениями, т. е. ледоходом, замерзанием, разрушением льда и ледоставом (том II, глава 6), могут быть рассчитаны значения этих явлений с заданной вероятностью, и может быть оценена продолжительность периода, не пригодного для навигации из-за ледовых явлений. Результаты такого расчета для венгерского участка реки Дунай представлены на рисунке II.4.31.

Рисунок II.4.31. Ледовая обстановка на венгерском участке

Для оценки эффективности эксплуатации ледоколов (взламывание, расталкивание, измельчение) необходимо получить и проанализировать многолетние данные о толщине льда. При этом особенно важно определить сроки, когда стоит продолжить или начать взлом льда ледоколами для поддержания фарватера в свободном ото льда состоянии и когда от привлечения ледоколов следует отказаться как экономически неоправданного. Эти сроки существенно зависят от метеорологических условий, определяющих даты появления и разрушения льда.

Гидравлические параметры. Изучение режима стока, как было отмечено в предшествующем разделе, может быть выполнено только для отдельных относительно устойчивых створов.

Поэтому высокие и низкие навигационные уровни для участков реки между этими створами следует вычислять интерполяцией. Наиболее надежным методом интерполяции, особенно для случаев низкого судоходного уровня, является составление продольных профилей уровня воды. Для этого требуется знание таких гидравлических параметров, как уклоны и шероховатость различных рассматриваемых участков реки.