Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Анисимова Нина Анатольевна. Прогнозирование геометрии и визуализация изменения береговых склонов на примере Горьковского водохранилища : Дис. ... канд. техн. наук : 05.01.01 : Н. Новгород, 2003 126 c. РГБ ОД, 61:04-5/1194


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ

НА РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ

БЕРГОВЫХ СКЛОНОВ ВОДОХРАНИЛИЩ 10

1.1 .Водохранилище - как объект исследования 10

  1. Основные направления в изучении береговых процессов водохранилищ 11

  2. Природные условия и факторы, определяющие тенденции

развития берегов Горьковского водохранилища 18

  1. УровенныЙ режим 22

  2. Ледово-термический режим 23

  3. Гидрогеологическое строение береговых склонов и

ложа озерной части водохранилища 24

  1. Ветроволновой режим 25

  2. Режим движения продуктов размыва берегов в водохранилище 28

Глава 2. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ ХАРАКТЕРНЫХ УЧАСТКОВ

ГОРЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА 31

  1. Андроновский участок 3 4

  2. Суходольский участок 43 Глава 3. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПЕРЕФОРМИРОВАНИЯ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ ХАРАКТЕРНЫХ

УЧАСТКОВ ГОРЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА 51

3.1. Андроновский участок 52

ЗЛЛ. Построение береговой линии характерных участков

Горьковского водохранилища 52

ЗЛ.2. Построение исходного профиля берегового склона 57

3.1.3. Совмещение первоначального профиля и

береговой линии 58

ЗЛ.4. Построение поверхности участка берега 59

ЗЛ.5. Установка связи между произведенными расчетами и

графической частью 60

3.1.6. Получение аналитической модели профиля 62

ЗЛ.7. Получение прогнозного профиля 62

3.1.8. Построение поверхности участка берега на основе
прогнозного профиля 63

3.1.9. Построение каркасной модели поверхности 65
3.2. Суходольский участок 66
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩ НА ОКРУЖАЮЩУЮ

СРЕДУ 69

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93

ЛИТЕРАТУРА 95

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПО

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 112

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 125



Введение диссертации:

Актуальность темы. Из всего многообразия преобразующей деятельности человека, как по своим масштабам, так и по значению, особо выделяется изменение речного звена гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений. Наиболее важным является создание водохранилищ. Эти ключевые элементы гидротехнических систем позволяют осуществлять регулирование водных ресурсов.

Редко какой-либо вид хозяйственной деятельности общества вызывал столько дискуссий, сколько создание водохранилищ. С одной стороны, во многих регионах создание искусственных водоемов:

позволило решить актуальные проблемы по водообеспечению населения и промышленного хозяйства водой;

явилось одним из необходимых условий развития гидроэнергетики, ирригации, водного транспорта;

внесло существенный вклад в борьбу с паводками и селями;

способствовало водному благоустройству ряда городов, развитию рекреации и т.п.

Вместе с тем хорошо известны растущая неудовлетворенность водохранилищами и желание ликвидировать многие из них. Это объясняется как объективными, так и субъективными причинами. Среди них существенная роль принадлежит волевым решениям из-за отсутствия глубоких проработок и исследований в период проектирования и подготовки водохранилищ; гигантомании, приведшей к созданию водохранилищ-монстров; игнорированию психологических и социальных, экологических, медико-биологических и экономических проблем, связанных с переселением людей из зон воздействия водохранилищ. В последние годы немалую роль сыграли грубые нарушения проектных режимов эксплуатации,

5 осуществляемые для выполнения несвойственных водохранилищам функций

в целях покрытия просчетов и недостатков в работе ряда отраслей

(недовыработка электроэнергии на тепловых электростанциях в связи с

авариями и перебоями в доставке топлива; повышенные сбросы воды в

нижние бьефы из-за ряда упущений на водном транспорте, в коммунальном

водоснабжении и т.п.).

В настоящее время в России создано около 2260 водохранилищ с объемом от 0,1 до 1 км3 и выше, а так же несколько тысяч более мелких искусственных водоемов [1-4]. Это повлекло за собой преобразование ландшафтов бассейнов рек и естественных озер на площади свыше 700 тыс. кв. км и затронуло социально-экономическую инфраструктуру территорий общей площадью до 1,5 млн. кв. км [5-6]. Хотя факторы, обусловившие столь масштабные изменения, весьма разнообразны, но при заполнении водоемов наиболее серьезное влияние на инфраструктуру их побережий оказывает разрушение берегов. Суммарный периметр наиболее крупных водохранилищ нашей страны составляет 64100 км и ущерб только от потери земель ежегодно оценивается в US$ 86000000 [4]. Однако даже эта цифра не учитывает затраты на перенос жилья, промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных объектов, дорог, линий электропередач и т.д. Не учитывает она и ущерб природной среде, наносимый деятельностью береговых процессов. Можно лишь полагать, что совокупная величина подобных затрат превосходит стоимость теряемых земель, как минимум, на порядок.

Решение проблемы управления береговыми процессами для предотвращения нежелательных последствий их деятельности является ключевым моментом гармонизации взаимоотношений природной среды и человека при освоении береговой зоны и побережий водоемов. Пути к

решению этой проблемы наметил еще Пер Бруун [7]. В классической работе "История и философия берегозащиты" он заключил, что "Природа не только показывает нам, как происходит разрушение берега, но и демонстрирует, как надо его защищать. Можно уверенно сказать, что нет такого способа защиты, который не был бы изобретен природой раньше, чем был применен человеком. Именно поэтому мы должны изучать природу, ... которая более выразительна и имеет больший успех, чем человек". Учитывая совокупность социально-экономических и экологических последствий при разрушении

}

берегов, можно говорить об исключительной актуальности задачи о познании закономерностей формирования рельефа береговой зоны водохранилищ.

Изучение берегов водохранилищ было начато Ф.П. Саваренским в 30-х годах [8-9]. Он, его ученики и последователи сосредоточили свои усилия, прежде всего на исследовании инженерно-геологических особенностей береговой зоны искусственных водоемов, изменении её гидрогеологических условий и обусловленных этими факторами берегоформирующих процессов. Поэтому наиболее значительные успехи были достигнуты именно в этом направлении. Более скромными оказались достижения в решении задач прогнозирования скорости и масштабов отступания берегов водохранилищ. Надежность прогнозов была (и пока остается) невелика, а получаемые результаты зачастую различаются на порядок величины [10]. Причинами этого являются не только сложность и разнообразие физико-географических условий развития берегов искусственных водоемов, но также их недостаточная изученность и ограниченность знаний о механизме протекающих в береговой зоне гидрогенных процессов.

В частности, малоизученными до сих пор остаются особенности среды рельефообразования берегов искусственных водоемов, механизмы процессов

7 прибрежного морфолитогенеза и характер их проявления в рельефе и

строении осадков береговой зоны [11-12]. Нехватка знаний об этих явлениях

и процессах уже сегодня заметно сдерживает развитие учения о берегах

водохранилищ и затрудняет его приложение для решения практических

задач.

Цель работы состоит в исследовании изменения геометрии берегового рельефа Горьковского водохранилища и её визуализации с помощью современных графических программ.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:

1. Провести комплексный анализ природных условий Горьковского
водохранилища. Используя данные многолетних натурных исследований,
оценить роль и пространственно-временные соотношения гидрологических,
гидродинамических и природно-технических факторов, существенно
влияющих на характер, направленность и интенсивность процессов,
влияющих на переработку береговой зоны Горьковского водохранилища.

  1. Выполнить расчет для прогноза размыва берегов и выявить изменения геометрии характерных участков береговой зоны Горьковского водохранилища.

  2. Построить пространственную модель характерных участков береговой зоны.

Методы исследования основываются на аппаратах аналитической геометрии и математического анализа, на применении элементов численных методов, с использованием инструментов компьютерной графики и прикладных программ для аналитической обработки данных.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создание алгоритма построения прогнозных профилей береговых
склонов для характерных участков Горьковского водохранилища, используя
пакет стандартных прикладных программ и метод аналогии;

построение пространственной модели местности способом трансформации картографической проекции картографической проекции в виде примитивов растрового изображения в соответствующие примитивы векторного изображения;

- визуализация изменения геометрии береговой зоны в графическом
пакете Catia Solution.

Практическая значимость. Исследование изменения геометрии береговых склонов водохранилища:

даст возможность правильно подойти к прогнозу развития процессов переработки берегов во времени и пространстве;

позволит наметить территории, нуждающиеся в защите, и мероприятия по ослаблению и предотвращению рассматриваемых процессов;

поможет в разработке обоснований для проведения специализированных инженерно- геологических и инженерно - гидрометеорологических изысканий для определения вида берегоукрепительных сооружений.

даст обоснование для подготовки рабочих проектов по берегозащитным мероприятиям и их целесообразности;

На защиту выносятся:

  1. Построение прогнозных профилей в графическом пакете AutoCAD, используя данные многолетних натурных исследований

  2. Результаты исследования изменения геометрии характерных участков береговой зоны Горьковского водохранилища.

9 3. Визуализация процесса переформирования берегов с использованием

современных графических редакторов.

Диссертационное исследование выполнено в рамках НИР «Обоснование оптимальной отметки наполнения Рыбинского водохранилища (НПУ)» (ГР № 204201, Волжская государственная академия водного транспорта).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлялись и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- научно-техническая конференция, посвященная 70-ю ВГАВТ (Нижний
Новгород, 2000);

- научно-техническая конференция "Транспорт — 21 век" (Нижний
Новгород, 2002);

- учебно-методическая конференция "Возможности повышения качества
образования студентов ВУЗов", (Нижний Новгород, 2002);

- всероссийская методическая конференция "Актуальные вопросы
графического образования молодежи", (Рыбинск, 2003);

- международный форум "Великие реки" (Нижний Новгород, 2003).

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций