«Дноуглубление на Оби – перспективы на основе учета

русловых процессов»

С.Н.Рулева, Р.С.Чалов

Московский государственный университет имени М.В.ЛомоносоваГеографический факультетНИЛ эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева

Район исследований

Участок детальных исследований

Факторы определяющие сложность условий судоходства

1) снижение глубин по судовому ходу на перекатах в лимитирующий период ниже гарантированных;

2) неустойчивость положения судового хода в течении навигации и его изменчивостью;

3) образование крутых заходов на перекат и извилистость стрежня потока (и, соответственно, судового хода) на перекате;

4) надвижение на перекаты кос, смещение побочней, их отторжение, формирование осередков и т.д. в течении навигации и в межгодовом разрезе;

5) заносимость дноуглубительных прорезей; 6) возникновением свальных, прижимных и

затяжных течений на берега и в нерабочие емкости русла;

7) наличие каменистых высыпок, огрудков и других естественных препятствий;

8) отсутствие ведущих берегов и расчлененность береговой линии;

9) разветвленность русла и перераспределение расходов воды между протоками и рукавами в разные по водности годы и в разные фазы водного режима;

10) интенсивность переформирований русла в целом и перекатов в частности;

11)заносимость прорезей, формирование на перекате мелкогрядовых образований (заструг, шалыг и т.д.).

Критерии сложности условий судоходства, обеспечения гарантированных глубин

• 1.Устойчивость русла

• 2.Морфодинамический тип русла

• 3.Водность реки

• 4.Остаточный эффект после проведения дноуглубительных работ

Первый критерий Показатели устойчивости русла – число Лохтина Л, коэффициент стабильности

Н.И. Маккавеева Кс и морфометричесмкий показатель Н.И. Маккавеева‒С.Г. Шатаевой А и их соотношения со скоростями смещения перекатов, побочней,кос Сп (м/год) и периодичностью изменения водности рукавов Т (год) на Оби

УчастокQср,м3/с

Показатели устойчивости Темпы деформаций

Л Кс А Сп Т

слияние рек Бии и Катуни – устье р. Чарыша 1150 1,6-1,7 1,6-5,9 - 300-350 3-10

устье р. Чарыша – г. Барнаул 1470 1,9-5,5 1,3-6,6 - 200-250 10-20

г. Новосибирск – устье р. Томи 1730 6,3 9,0 1,06 50-200 20-40

устье р. Томи – с. Соснино 2810 6,7 8,5 - 20-50 -

с. Соснино – устье р. Иртыша 4520 15-17 - - - -

устье р. Иртыша – г. Салехард (устье) 8230 –10300 21 - - - -

Коэффициент стабильности русла Кс и частота

производства эксплуатационных дноуглубительных работ на 1 км водного пути nзем

Перекатный участок Кс nзем

Базиковский – Дрегуновский 2,6 1,9

Кривощековский – Мочищенский 3,6 1,6

Мочищенский – Базиковский 5,2 1,2

Кожевниковский – Таганский 5,4 1,0

Ташаринский – Ниж. Камешковский 6,1 0,9

Ниж. Елганский – Кожевниковский 7,0 0,8

Богородский – Базанаковский 10,0 0,7

Категории участков Оби по сложности обеспечения гарантированных глубин и выполнения

дноуглубительных работ в зависимости от устойчивости русла

Устойчивость русла

Участок номер – пункты (от – до)Категориясложности

(характеристика)Характеристика

Показатели

Л Кс

Неустойчивая <2,5 <41. Слияние Бии и Катуни – устье р. Чарыша1а. Устье р. Чарыша – устье р. Алея

Очень высокая

Очень слабая 2,5-5 4-15 2. устье р. Алея – г. Барнаул Высокая

Слабая 5-7 15-20 3. г. Барнаул – г. Камень-на-Оби Невысокая

Средняя 7-10 20-30 4. Новосибирский гидроузел – Устье р.Томи Повышенная

Устойчивое

>10 >30 5. Устье р. Томи – с. Соснино Умеренная

>15 - 6. с. Соснино – устье р. Иртыша Низкая

>20 - 7. Устье р. Иртыша – устье Низкая

Второй критерий-морфодинамический тип русла

• 1. Разветвленное русло всегда является более сложным для судоходства и поддержания гарантированных глубин.

• 2. Прямолинейное неразветвленное русло

• 3. Извилистое (меандрирующее) русло отличается наиболее упорядоченной структурой потока.

Разветвленное руслоТипы разветвленного русла встречающиеся

на р. Оби:1. Параллельно-рукавный2. Сопряженный3. Чередующийся4. Односторонний

Прямолинейное неразветвленное русло

• Неустойчивость прямолинейного движения потока, наличие выступов и мысов ведущих берегов, формирование по длине реки побочней в шахматном порядке, наличие имеющихся расширений русла при большом стоке наносов снижает устойчивость русла и, соответственно, повышает степень его сложности для воднотранспортного регулирования. При наличии ведущего высокого берега, сложенного трудноразмываемыми горными породами или отложениями и имеющего выровненные в плане очертания, устойчивость положения судового хода возрастает, а вероятность формирования перекатов уменьшается; наоборот, в пойменных берегах или берегах, сложенных легкоразмываемыми отложениями, прямолинейное русло приобретает черты блуждающего, а судовой ход отличается повышенной изменчивостью.

Пески на Верхней Оби

Однорукавное русло Ср.Обь

Извилистое русло• Извилистое (меандрирующее) русло отличается наиболее

упорядоченной структурой потока закономерным расположением перекатов и плесовых лощин, их относительно постоянным положением на реке, что существенно облегчает решение задачи поддержания гарантированных глубин.

• Здесь перекаты, лимитирующие судоходство, формируются на перегибах между смежными излучинами и на их крыльях при образовании местных расширений русла и характеризуются, в отличии от перекатов в разветвленном русле, бóльшими глубинами. В целом на участках реки с очень слабой устойчивостью русла, но развитыми излучинами, перекаты, требующие дноуглубления, встречаются редко. Такова, например, Обь между устьем р. Алея и г. Барнаулом, судоходные меандрирующие рукава средней Оби от с. Соснино до устья р. Иртыша и др.

Извилистое русло в районе г.Колпашево

Колпашевская излучина

Оценка морфодинамических типов русла р. Оби по сложности (баллы) обеспечения гарантированных глубин и выполнения дноуглубительных

работКатегории сложности

1. слияние Бии и Катуни –

устье р. Чарыша

1а. устье р. Чарыша – устье р. Алея, 3. г. Барнаул – с. Шелаболиха

Разветвленное (сопряженные, сложные одиночные с вторичными разветвлениями рукавов)

4. Новосибирский гидроузел ‒ устье р. Томи,

3. г. Барнаул – г. Камень-на-Оби;

7. устье р. Иртыша – устье Излучины с местными расширениями в вершинах или

на крыльях

Прямолинейное в пойменных берегах, с местными расширениями или шахматным расположением

побочней 3. г. Барнаул – г. Камень-на Оби (нижняя часть) 4. Новосибирский гидроузел ‒ устье р. Томи 2. устье р. Алея – г. Барнаул 4. Новосибирский гидроузел ‒ устье р. Томи 2. устье р. Алея – г. Барнаул5. устье р. Томи – с. Соснино

6. с. Соснино – устье р. Иртыша

5. устье р. Томи – с. Соснино

Прямолинейное неразветвленное вдоль устойчивого коренного берега с выступами и мысами, выходами

скальных и каменистых гряд вдоль него

Вынужденные излучины

Низкая 1 Меандрирующее

Прямолинейное и отдельные излучины с выходами скал в русле

Высокая 4

Повышенная 3

Умеренная 2

Балл Тип русла Участок

Очень высокая 5

Сложно разветвленное (параллельно-рукавное, чередующиеся и другие с большим количеством

островов, рукавов и проток разветвления) Прямолинейное или односторонние разветвления вдоль

невыровненного в плане, легко размываемого, оползневого берега

Третий критерий: Изменения водности р. Оби по ее длине от слияния Бии и Катуни до устья

Участок Гидрол. пост Км от устья

Расходы воды

среднегодо-вой, м3/с

макс./мин.(летн.), м3/с

1. Слияние Бии и Катуни – устье р. Чарыша 2. Устье р. Чарыша – г. Барнаул3. г. Барнаул – г. Камень-на- Оби

4. Новосибирский гидроузел – устье р. Томи

5. Устье р. Томи – с. Соснино6. с. Соснино – устье р. Иртыша7. устье р. Иртыша – г. Салехард

Фоминское

БарнаулКамень-на-Оби

Новосибирск

КолпашевоПрохоркиноБелогорье

Салехард

3838

34303168

2963

242220241152

1150

14701790

1620

40307350

10200

12800

11200/360

12600/43212100/378

9670/201

29800/152032400/235051800/1900

53800/2000

Водность реки• При прочих равных условиях чем она

больше, тем больше глубина, ширина, радиусы закругления и, соответственно, благоприятнее условия судоходства. Особенно это характерно для средней (ниже устья р. Томи) и нижней Оби (ниже устья р.Иртыша), где русловые деформации слабо влияют на условия судоходства, а лимитирующие перекаты встречаются достаточно редко.

Четвертый критерий• Имеет значение также выполнение капитальных

дноуглубительных работ и строительство выправительных сооружений в 60-80 годы ХХ столетия, эффект которых сказывается вплоть до настоящего времени. Особенно большие работы были проведены на Оби между Новосибирским гидроузлом и устьем р. Томи, где произошло повышение устойчивости русла. На верхней Оби продольные направляющие дамбы позволили существенно улучшить условия судоходства на самых сложных перекатных участках (Фоминские, Усть-Ануйские – Ровный – Дмитриевские), хотя они и остались среди наиболее сложных для обеспечения гарантированных габаритов.

Состав рекомендуемых дноуглубительных и выправительных работ на р. Оби для обеспечения

гарантированных глубинУчасток / категория сложности Дноуглубительные прорези Выправительные

сооружениякапитальные эксплуатационные

текущие перспективные

1. Слияние Бии и Катуни – устье р. Алея / I 31/241) 16/18 27 16

2. Устье р. Алея – г. Барнаул / V 0/22 1/3 2 нет

3. г. Барнаул – г. Камень-на-Оби / IV 5/7 13/20 7 1

4. Новосибирский гидроузел – устье р. Томи / II

26/30 31/10 19 21

5. Устье р. Томи – с. Соснино / III 8/8 18/17 3 13

6. с. Соснино – устье р. Иртыша / V 2 1 нет нет

7. Устье р. Иртыша – устье (г. Салехард) / V 6 6 нет 1

Всего 79/85 86/68 58 52