Прогноз динамики песчаного пляжа в сложных гидродинамических условиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуются изменения береговой зоны под воздействием течений различной природы и ветровых волн. В качестве объекта рассматривается песчаный пляж, расположенный в акватории “Парка 300-летия Санкт-Петербурга”, Невская губа Финского залива Балтийского моря. Пляж подвергается активному воздействию ветровых волн и в итоге размывается с интенсивностью отступания берега примерно 4 м в год. Для численного моделирования используется комплекс моделей: SWAN – ветроволновая модель и COASTOX-UN – двумерная модель течений, транспорта наносов и переформирования дна. Была разработана модель Невской губы и устья р. Невы от Комплекса защитных сооружений (КЗС) на западе до створа р. Невы в районе Литейного моста на востоке. На основе реанализа данных по ветру были отобраны за пятилетний период с 2014 по 2018 гг. 36 сильных штормов, для последовательности которых проводилось численное моделирование волн, течений и литодинамических процессов. Получены балансы намывов и размывов после десятилетнего моделируемого периода по секторам пляжа. Для верификации результатов используются спутниковые снимки района моделирования, установлено, что модель адекватно описывает основные наблюдаемые тенденции в развитии пляжа.

Об авторах

И. Г. Кантаржи

Национальный исследовательский Московский государственный
строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kantardgi@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Железняк М.И., Кантаржи И.Г., Леонтьев И.О. Шахин В.М. Математическое моделирование береговых процессов Имеретинской низменности для обоснования берегозащитных мероприятий // Гидротехническое строительство. 2011. № 10. С. 22–29.
  2. Кантаржи И.Г., Мордвинцев К. П. Численное и физическое моделирование в МГСУ морских портовых гидротехнических сооружений // Наука и безопасность. 2015. № 32 (15). С. 2–16.
  3. Кивва С.Л., Железняк М.И., Коломиец П.С., Сорокин М.B. Математическое моделирование наката волн и берегового размыва Имеретинского побережья во время экстремальных штормов // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2011. V. 7. Is. 2. P. 77–84.
  4. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82*. СП 38.13330.2018. Свод правил. М.: 2019.
  5. Отчет 186-19-ИГМИ. Технический отчет по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий для подготовки проектной документации по объекту: “Яхт-клуб со встроенной трансформаторной подстанцией” по адресу: г. Санкт-Петербург, Южная дорога, участок 21 (Невская губа Финского залива (Балтийское море) в районе западной части Крестовского острова). СПб.: ЗАО “ЛенТИСИЗ”, 2019.
  6. Отчет 1290–2020. ИГМИ. Технический отчет по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий. АО “Фирма УНИКОМ”, 2020.
  7. Отчет о НИР “Оценка влияния гидротехнических сооружений на гидродинамический режим акватории Невской губы, прилегающей к “Парку 300-летия Санкт-Петербурга”. Санкт-Петербургский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 2022. 30 с.
  8. Booij N., Ris R.C., Holthuijsen L.H. A third-generation wave model for coastal regions. Part 1. Model description and validation // Journal of Geophysical Research. 1999. № 104 (C4). P. 7649–7666.
  9. Camenen B., Larson M. A bed load sediment transport formula for the nearshore // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2005. № 63. P. 249–260.
  10. Camenen B., Larson M. A unified sediment transport formulation for coastal inlet applications, ERDC/ CHL-TR-06-7. US Army Engineer Research and Development Center, Coastal and Hydraulics Laboratory, 2007.
  11. DHI. MIKE 21 Spectral Wave Module Scientific Documentation, MIKE by DHI. Hørsholm, Denmark. 2017. 56 p.
  12. DHI. MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM, Hydrodynamic and Transport Module Scientific Documentation. MIKE by DHI. Hørsholm, Denmark. 2017. 64 p.
  13. https://www.mikepoweredbydhi.com/products/mike-21-3.
  14. https://cirpwiki.info/wiki/CMS.
  15. https://www.xmswiki.com/wiki/SMS:SMS.
  16. https://www.compositerunoff.sr.unh.edu/html/Polygons/P6972430.html.
  17. http://www.marineinsitu.eu/dashboard/.
  18. Kantardgi I., Zheleznyak M., Demchenko R. et al. Modeling of Nonlinear Hydrodynamics of the Coastal Areas of the Black Sea by the Chain of the Proprietary and Open-Source Models // EGU General Assembly Conference Abstracts. 2014. V. 16.
  19. Kantardgi I.G., Zheleznyak M.J. Laboratory and numerical study of waves in the port area // Magazine of Civil Engineering. 2016. № 6. P. 49–59.
  20. Kantardgi I.G., Zheleznyak M.I., Anshakov A.S. Numerical modeling of nonlinear hydrodynamics of the coastal areas // Magazine of Civil Engineering. 2019. № 87(3).
  21. Lin L., Demirbilek Z., Mase H. et al. CMS-Wave: A nearshore spectral wave processes model for coastal in-lets and navigation projects. Coastal and Hydraulics Laboratory, Technical Rep. No. ERDC/CHL TR-08-13. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center. 2008.
  22. Ris R.C., Holthuijsen L.H., Booij N. A third-generation wave model for coastal regions, Part 2. Verification // Journal of Geophysical Research, 1999. № 104 (C4). P. 7667–7681.
  23. Sánchez A, Beck T, Lin L. et al. Coastal Modeling System Draft User Manual. Vicksburg, Mississippi: US Army Corps of Engineers, Engineers Research and Development Center. 2012.
  24. van Rijn L.C. Unified View of Sediment Transport by Currents and Waves. I: Initiation of Motion, Bed Roughness, and Bed-load Transport // Journal of Hydraulic Engineering. 2007. № 133(6). P. 649–667.
  25. van Rijn L.C. Unified View of Sediment Transport by Currents and Waves. II: Suspended Transport // Journal of Hydraulic Engineering. 2007. № 133(6). P. 668–689.

Дополнительные файлы


© И.Г. Кантаржи, 2023