Алексей Юрьевич Аристархов, Николай Николаевич Скуридин, Валерий Александрович Груздев
{"title":"Plane sections method in determining characteristic velocities of water flow in construction and operation of underwater crossings","authors":"Алексей Юрьевич Аристархов, Николай Николаевич Скуридин, Валерий Александрович Груздев","doi":"10.28999/2541-9595-2023-13-6-488-494","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"При строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных трубопроводов через реки необходимо иметь достоверные сведения о скоростях речного потока и их распределении в поперечном сечении русла в заданный момент времени. Применяемые в действующих нормативных документах понятия «скорость», «средняя скорость», «максимальная скорость» течения (потока) не дают понимания особенностей распределения частных скоростей течения и расходов воды по поперечному сечению водотока, что в ряде случаев принципиально важно при решении задач строительства и эксплуатации подводных переходов. В настоящей статье представлен подход, позволяющий на основании результатов полевых гидрометрических работ получить с достаточной точностью данные по скоростной структуре водного потока и общую пространственную картину скоростной неоднородности потока по сечению русла реки. Основой данного подхода является разработанный выдающимся российским и советским ученым-гидрологом М. А. Великановым метод плоских сечений, который построен на очевидных аналитических зависимостях гидравлики и использовании стандартных гидрологических исходных данных. Приведенный авторами опыт практического применения метода плоских сечений для решения прикладных гидрологических задач позволяет рекомендовать его для использования при разработке проектных и технических решений по строительству и эксплуатации подводных переходов.\n During the construction and operation of undewater crossings for main pipelines across rivers, we need to have reliable information about the river flow velocities and their distribution in the riverbed cross section at a given point in time. The concepts of ‘‘velocity’’, ‘‘average velocity’’ and ‘‘maximum velocity’’ of the flux (flow), as used in current regulatory documents, do not provide a clear understanding of the distribution specifics for particular flow velocities and water flow rates in the watercourse cross section which, in some cases, is fundamentally important for solving problems related to the construction and operation of underwater cros-sings. This paper presents an approach that allows for obtaining fairly accurate data on the velocity structure of water flow and a general spatial pattern for the flow velocity heterogeneity in the riverbed cross section based on the results of field hydrometric survey. The basis of this approach is the plane section method developed by the outstanding Russian and Soviet hydrologist M. A. Velikanov, which is based on obvious analytical dependencies in hydraulics and the use of standard hydrological input data. The authors’ experience in the practical application of the plane section method for solving applied hydrological problems allows us to recommend it for use in the development of design and engineering solutions for construction and operation of underwater crossings.","PeriodicalId":517992,"journal":{"name":"SCIENCE & TECHNOLOGIES OIL AND OIL PRODUCTS PIPELINE TRANSPORTATION","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-06-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"SCIENCE & TECHNOLOGIES OIL AND OIL PRODUCTS PIPELINE TRANSPORTATION","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-6-488-494","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
При строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных трубопроводов через реки необходимо иметь достоверные сведения о скоростях речного потока и их распределении в поперечном сечении русла в заданный момент времени. Применяемые в действующих нормативных документах понятия «скорость», «средняя скорость», «максимальная скорость» течения (потока) не дают понимания особенностей распределения частных скоростей течения и расходов воды по поперечному сечению водотока, что в ряде случаев принципиально важно при решении задач строительства и эксплуатации подводных переходов. В настоящей статье представлен подход, позволяющий на основании результатов полевых гидрометрических работ получить с достаточной точностью данные по скоростной структуре водного потока и общую пространственную картину скоростной неоднородности потока по сечению русла реки. Основой данного подхода является разработанный выдающимся российским и советским ученым-гидрологом М. А. Великановым метод плоских сечений, который построен на очевидных аналитических зависимостях гидравлики и использовании стандартных гидрологических исходных данных. Приведенный авторами опыт практического применения метода плоских сечений для решения прикладных гидрологических задач позволяет рекомендовать его для использования при разработке проектных и технических решений по строительству и эксплуатации подводных переходов.
During the construction and operation of undewater crossings for main pipelines across rivers, we need to have reliable information about the river flow velocities and their distribution in the riverbed cross section at a given point in time. The concepts of ‘‘velocity’’, ‘‘average velocity’’ and ‘‘maximum velocity’’ of the flux (flow), as used in current regulatory documents, do not provide a clear understanding of the distribution specifics for particular flow velocities and water flow rates in the watercourse cross section which, in some cases, is fundamentally important for solving problems related to the construction and operation of underwater cros-sings. This paper presents an approach that allows for obtaining fairly accurate data on the velocity structure of water flow and a general spatial pattern for the flow velocity heterogeneity in the riverbed cross section based on the results of field hydrometric survey. The basis of this approach is the plane section method developed by the outstanding Russian and Soviet hydrologist M. A. Velikanov, which is based on obvious analytical dependencies in hydraulics and the use of standard hydrological input data. The authors’ experience in the practical application of the plane section method for solving applied hydrological problems allows us to recommend it for use in the development of design and engineering solutions for construction and operation of underwater crossings.
在建造和运行穿越河流的干线管道水下穿越时,有必要掌握河流流速及其在给定时间点的河道横截面分布情况的可靠数据。现行规范性文件中使用的 "流速"、"平均流速"、"最大流速 "等水流(河水)概念并不能让人理解私人流速和排水量在河道横截面上分布的特殊性,而这在某些情况下对解决水下穿越施工和运行问题至关重要。本文介绍了一种方法,根据现场水文测量工作的结果,可以足够准确地获得水流速度结构的数据,以及河道横截面上水流速度异质性的总体空间图。这种方法的基础是俄罗斯和前苏联杰出水文学家 M.A. Velikanov 开发的平面断面法,该方法基于明显的水力学分析依赖关系和标准水文输入数据的使用。作者在实际应用平面断面法解决应用水文问题方面积累了丰富的经验,因此我们建议将其用于制定水下渡槽施工和运行的设计和技术方案。在建造和运行跨河主干管道的水下穿越工程时,我们需要掌握河水流速及其在给定时间点上河床断面分布的可靠信息。现行法规文件中使用的通量(流量)的 "速度"、"平均速度 "和 "最大速度 "等概念并不能让我们清楚地了解特定流速和水流量在河道断面上的具体分布情况,而在某些情况下,这对于解决与水下穿越施工和运营相关的问题至关重要。本文提出了一种方法,可以根据实地水文测量结果,获得相当准确的水流速度结构数据和河床断面流速异质性的一般空间模式。这种方法的基础是俄罗斯和苏联杰出水文学家 M. A. A. Kovalov 开发的平面断面法。A.Velikanov 开发的平面断面法,该方法以水力学中明显的分析依赖关系和使用标准水文输入数据为基础。作者在实际应用平面断面法解决应用水文问题方面积累了丰富的经验,因此我们建议将其用于制定水下渡槽建设和运行的设计和工程方案。