Оценка русловых деформаций арктических рек Западной Сибири при прокладке трубопроводов
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ 5
1.1 Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов)
ВСН 163-83 8
1.2 Учет руслового процесса на участках подводных переходов
трубопроводов через реки СТО ГУ ГГИ 08.29-2009 10
1.3 Рекомендации по оценке и прогнозу размыва берегов равнинных
рек и водохранилищ для строительства 11
1.4 Оценка допустимой (неразмывающей) средней скорости потока, свободного от коллоидных наносов, для связанных грунтов (по формуле
Ц.Е. Мирцкулевы) 12
2. ОЦЕНКА РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ИССЛЕДУЕМЫХ РЕК .... 14
2.1 Река Обь и ее протоки 23
Участок перехода трубопровода через реку Обь 27
Участок перехода трубопровода через протоку Мулка 30
Участок перехода трубопровода через протоку Кирьяс 34
Участок перехода трубопровода через протоку Мега 37
2.2 Притоки реки Пойловояха 41
Участок перехода трубопровода через реку Неляко-Пойловояха. 42
Участок трубопровода перехода через реку Таркадетаяха 45
Участок перехода трубопровода через реку Нгарка-Пойловояха . 48
2.3. Река Правая Хетта 52
2.4 Река Надым 55
2.5 Река Пурдан 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 71
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ 5
1.1 Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов)
ВСН 163-83 8
1.2 Учет руслового процесса на участках подводных переходов
трубопроводов через реки СТО ГУ ГГИ 08.29-2009 10
1.3 Рекомендации по оценке и прогнозу размыва берегов равнинных
рек и водохранилищ для строительства 11
1.4 Оценка допустимой (неразмывающей) средней скорости потока, свободного от коллоидных наносов, для связанных грунтов (по формуле
Ц.Е. Мирцкулевы) 12
2. ОЦЕНКА РУСЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ИССЛЕДУЕМЫХ РЕК .... 14
2.1 Река Обь и ее протоки 23
Участок перехода трубопровода через реку Обь 27
Участок перехода трубопровода через протоку Мулка 30
Участок перехода трубопровода через протоку Кирьяс 34
Участок перехода трубопровода через протоку Мега 37
2.2 Притоки реки Пойловояха 41
Участок перехода трубопровода через реку Неляко-Пойловояха. 42
Участок трубопровода перехода через реку Таркадетаяха 45
Участок перехода трубопровода через реку Нгарка-Пойловояха . 48
2.3. Река Правая Хетта 52
2.4 Река Надым 55
2.5 Река Пурдан 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 71
Выпускная квалификационная работа направлена на исследование русловых деформаций рек Западной Сибири на основе анализа картографического материала и топографических съемок рек: Объ, Правая Хетта, Надым, Пурдан, притоков Пойловояхи.
Результатом выпускной квалификационной работы будет являться прогноз деформаций на исследуемых участках рек, на месте перехода трубопровода через реку. Данные методики оценки русловых деформаций являются рабочими при проведении расчетных работ в части инженерных изысканий. Результаты расчетов будут использованы в составлении технических отчетов инженерно-гидрометеорологических изысканий.
Переходы трубопроводов через реки относятся к категории пассивных гидротехнических сооружений, не предназначенных и не способных влиять на естественный ход развития руслового процесса. Подводные переходы сами подвержены влиянию русловых деформаций и требуют учета характера, темпов, интенсивности и возможного диапазона плановых и глубинных деформаций за период их эксплуатации.
Актуальность исследования состоит в том, что значимым направлением государственной политики страны является освоение и развитие её северных территорий, с которыми связаны оборонные, экономические, экологические и научные интересы страны.
Практическая значимость работы обусловлена тем, что в настоящее время верный расчет русловых деформаций реки обеспечивает положительный экономический эффект и экологическую защиту. При расчетах русловых деформаций обычно приходится решать две проблемы: обеспечение безаварийности работы проектируемых трасс и безопасность прилегающих к ним территорий; не завышения стоимость сооружений в результате принятия неоправданно больших деформаций реки.
Цель работы состоит в оценке деформаций исследуемых рек, составление прогноза на период эксплуатации трубопровода.
Задачи выпускной квалификационной работы:
1. Закрепить и расширить знания, полученные в период обучения, отработать профессиональные навыки выполнения изыскательских работ, научиться формулировать и решать задачи, возникающие в ходе выполнения исследовательской работы.
2. Осуществлять анализ научно-технической информации, нормативных и методических материалов по методам оценки русловых деформаций рек.
3. Изучить особенности факторов Западной Сибири,влияющих на русловые деформаций рек.
4. Произвести расчет возможных плановых и вертикальных деформаций исследуемых участков рек.
Работа состоит из двух глав:
В первой главе освещены используемые в настоящий расчетах методики оценки русловых деформаций рек.
Во второй главе описаны физико-географические факторы исследуемой территории, дана оценка плановых и вертикальных деформаций исследуемых в данной работе участков рек.
Результатом выпускной квалификационной работы будет являться прогноз деформаций на исследуемых участках рек, на месте перехода трубопровода через реку. Данные методики оценки русловых деформаций являются рабочими при проведении расчетных работ в части инженерных изысканий. Результаты расчетов будут использованы в составлении технических отчетов инженерно-гидрометеорологических изысканий.
Переходы трубопроводов через реки относятся к категории пассивных гидротехнических сооружений, не предназначенных и не способных влиять на естественный ход развития руслового процесса. Подводные переходы сами подвержены влиянию русловых деформаций и требуют учета характера, темпов, интенсивности и возможного диапазона плановых и глубинных деформаций за период их эксплуатации.
Актуальность исследования состоит в том, что значимым направлением государственной политики страны является освоение и развитие её северных территорий, с которыми связаны оборонные, экономические, экологические и научные интересы страны.
Практическая значимость работы обусловлена тем, что в настоящее время верный расчет русловых деформаций реки обеспечивает положительный экономический эффект и экологическую защиту. При расчетах русловых деформаций обычно приходится решать две проблемы: обеспечение безаварийности работы проектируемых трасс и безопасность прилегающих к ним территорий; не завышения стоимость сооружений в результате принятия неоправданно больших деформаций реки.
Цель работы состоит в оценке деформаций исследуемых рек, составление прогноза на период эксплуатации трубопровода.
Задачи выпускной квалификационной работы:
1. Закрепить и расширить знания, полученные в период обучения, отработать профессиональные навыки выполнения изыскательских работ, научиться формулировать и решать задачи, возникающие в ходе выполнения исследовательской работы.
2. Осуществлять анализ научно-технической информации, нормативных и методических материалов по методам оценки русловых деформаций рек.
3. Изучить особенности факторов Западной Сибири,влияющих на русловые деформаций рек.
4. Произвести расчет возможных плановых и вертикальных деформаций исследуемых участков рек.
Работа состоит из двух глав:
В первой главе освещены используемые в настоящий расчетах методики оценки русловых деформаций рек.
Во второй главе описаны физико-географические факторы исследуемой территории, дана оценка плановых и вертикальных деформаций исследуемых в данной работе участков рек.
Для выполнения оценки деформаций рек при прокладке трубопровода необходимо выполнить: описание участка и определение типа руслового процесса, прогноз плановых и глубинных деформаций, возможности образования пойменных и спрямляющих проток, построение профиля предельного размыва (прогнозного профиля наибольшего возможного размыва за требуемый период).
Изучена основная информационная база, регламентируемая действующими нормативными документами для расчета береговых и донных деформаций рек. Приведена краткая характеристика методик расчета, выведены основные формулы расчетов и наставления к ним.
В качестве факторов, возможных оказать влияние на эрозионные процессы,подробно описаны: орография и морфометрия, климат, водный режим, сток взвешенных наносов, почвенный покров территории Западной Сибири:
Территория характеризуется небольшим уклоном, сильно заболочена и труднодоступна для освоения. Более крутые склоны (круче 6°) приурочены к речным долинам и побережью, где они протягиваются сравнительно узкими полосами. К долинам рек приурочены плоские поверхности пойм. Реки здесь имеют малые уклоны, сильно меандрируют и образуют озерно-речные системы, когда реки выступают в качестве проток многочисленных озер.
Наивысшие значения стока взвешенных наносов и мутности рек наблюдаются в период половодья, при интенсивном смыве материала с поверхности бассейна в водотоки. На территории наибольшие величины показателя стока отмечены на Урале в верховьях рек (20 т/км2), наименьшие - на реках полуостровов Ямал и Гыданский (3,0-3,5 т/км2).
Значения мутности рек изменяются по территории от 15 до 24 г/м3, несколько увеличиваясь к западной и восточной границам территории.
Наприречных наиболее дренированных участках, сложенных песчаными исупесчаными почвообразующими породами вдоль рек Таз, Пур, Надым, Обь, и их крупных притоков формируютсяподзолы иллювиально-железисто¬гумусовые, иллювиально-гумусовые.
Пойменные почвы характеризуются регулярным затоплением паводковыми водами и отложением на поверхности почв свежих слоев аллювия. Аллювиальные почвы отличаются более высокой биогенностью и интенсивностью почвообразования по сравнению с окружающими внепойменными почвами и очень разнообразны по режиму, строению и свойствам. Почвы пойм по сути являются азональными, так как имеют распространение во всех почвенных зонах, однако в составе своего почвенного покрова они отражают некоторые зональные условия почвообразования.
Выполнен расчет плановых и вертикальных деформаций по настоящим методикам, изложенным в первой главе.Собраны имеющиеся исходные картографические материалы разных лет, а также топографическая съемкадля пяти участков рек на территории Западной Сибири: р. Объ, притоки р. Пойловояха, р. Правая Хетта, р. Надым, р. Пурдан.
Для оценки русловых деформаций арктических рек Западной Сибири при прокладке трубопровода рассмотрены пять участков рек с разными типами русловых деформаций: свободное меандрирование (р. Неляко-Пойловояха, р. Таркодетаяха, р. Нгарка-Пойловояха, р. Правая Хетта), пойменная многорукавность (р. Надым, Объ). При оценке сложных переходов на участках пойменной многорукавности для русла реки и ее проток оценка русловых деформаций выполнена отдельно.
На примере реки Пурдан выполнена оценка допустимой средней скорости потока: сравнение расчетной и табличной скорости течения.
Кроме того, полученные расчеты деформаций участков рек могут быть использованы в дальнейшем в качестве аналога в случае полного отсутствия данных по смещению берегов в пределах нового рассматриваемого участка. В качестве аналога можно рекомендовать реку с тем же типом руслового 62
процесса, а для определения скоростей деформации использовать их связь с определяющими факторами при данном типе руслового процесса.
Изучена основная информационная база, регламентируемая действующими нормативными документами для расчета береговых и донных деформаций рек. Приведена краткая характеристика методик расчета, выведены основные формулы расчетов и наставления к ним.
В качестве факторов, возможных оказать влияние на эрозионные процессы,подробно описаны: орография и морфометрия, климат, водный режим, сток взвешенных наносов, почвенный покров территории Западной Сибири:
Территория характеризуется небольшим уклоном, сильно заболочена и труднодоступна для освоения. Более крутые склоны (круче 6°) приурочены к речным долинам и побережью, где они протягиваются сравнительно узкими полосами. К долинам рек приурочены плоские поверхности пойм. Реки здесь имеют малые уклоны, сильно меандрируют и образуют озерно-речные системы, когда реки выступают в качестве проток многочисленных озер.
Наивысшие значения стока взвешенных наносов и мутности рек наблюдаются в период половодья, при интенсивном смыве материала с поверхности бассейна в водотоки. На территории наибольшие величины показателя стока отмечены на Урале в верховьях рек (20 т/км2), наименьшие - на реках полуостровов Ямал и Гыданский (3,0-3,5 т/км2).
Значения мутности рек изменяются по территории от 15 до 24 г/м3, несколько увеличиваясь к западной и восточной границам территории.
Наприречных наиболее дренированных участках, сложенных песчаными исупесчаными почвообразующими породами вдоль рек Таз, Пур, Надым, Обь, и их крупных притоков формируютсяподзолы иллювиально-железисто¬гумусовые, иллювиально-гумусовые.
Пойменные почвы характеризуются регулярным затоплением паводковыми водами и отложением на поверхности почв свежих слоев аллювия. Аллювиальные почвы отличаются более высокой биогенностью и интенсивностью почвообразования по сравнению с окружающими внепойменными почвами и очень разнообразны по режиму, строению и свойствам. Почвы пойм по сути являются азональными, так как имеют распространение во всех почвенных зонах, однако в составе своего почвенного покрова они отражают некоторые зональные условия почвообразования.
Выполнен расчет плановых и вертикальных деформаций по настоящим методикам, изложенным в первой главе.Собраны имеющиеся исходные картографические материалы разных лет, а также топографическая съемкадля пяти участков рек на территории Западной Сибири: р. Объ, притоки р. Пойловояха, р. Правая Хетта, р. Надым, р. Пурдан.
Для оценки русловых деформаций арктических рек Западной Сибири при прокладке трубопровода рассмотрены пять участков рек с разными типами русловых деформаций: свободное меандрирование (р. Неляко-Пойловояха, р. Таркодетаяха, р. Нгарка-Пойловояха, р. Правая Хетта), пойменная многорукавность (р. Надым, Объ). При оценке сложных переходов на участках пойменной многорукавности для русла реки и ее проток оценка русловых деформаций выполнена отдельно.
На примере реки Пурдан выполнена оценка допустимой средней скорости потока: сравнение расчетной и табличной скорости течения.
Кроме того, полученные расчеты деформаций участков рек могут быть использованы в дальнейшем в качестве аналога в случае полного отсутствия данных по смещению берегов в пределах нового рассматриваемого участка. В качестве аналога можно рекомендовать реку с тем же типом руслового 62
процесса, а для определения скоростей деформации использовать их связь с определяющими факторами при данном типе руслового процесса.
