Динамика русловых потоков

Рассматривается внутренняя структура турбулентного потока, методы расчета полей скоростей и сопротивлений, а также пропускной способности русел различных форм сечений. Приведены итоги анализа поведения потоков под ледяным покровом и на изгибе жесткого русла. Изложены основы теории саморегулирующейся системы бассейн - речной поток -русло и результаты антропогенного воздействия на нее.
Учебник предназначен для студентов-гидрологов, магистрантов и аспирантов, а также будет полезен для инженерно-технических работников, занимающихся гидротехническим строительством.

The book considers internal structure of a turbulent flow, computational methods of fields of velocities and resistances, as well as carrying capacity of channels with different shapes of cross sections. Results of an analysis of stream .behaviour under an ice cover and at the curve of a rigid channel are presented. Fundamentals of the theory of a self-regulating basin - river stream - channel system are discussed, as well as outcomes of anthropogenous action on it.
The textbook is intended for undergraduates, Master's and PhD students specializing in hydrology; it will also be useful to engineering and technical staff engaged in hydraulic engineering construction.
Содержание
Предисловие
Введение
1. ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ РУСЛОВЫХ ПОТОКОВ
1.1. Режимы движения жидкости в реках и каналах. Расчет параметров потоков ламинарного режима
1.2. Система уравнений гидромеханики для описания движения турбулентного руслового потока. Плоский поток
1.3. Кинематическая структура турбулентного руслового потока. Описание его характеристик
1.4. Силы, отрывающие вихри от стенки
2. СКОРОСТНОЕ ПОЛЕ ТУРБУЛЕНТНОГО РУСЛОВОГО ПОТОКА
2.1. Распределение скоростей по глубине потока. Осредненные и пульсационные скорости
2.2. Начальная скорость отделения вихря от стенки
2.3. Поля скоростей и сопротивлений потоков в руслах прямоугольного сечения
2.4. Распределение скоростей по сечению руслового потока
3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЧНЫХ РУСЕЛ
3.1. Параметры, характеризующие гидравлические сопротивления. График Зегжды
3.2. Гидравлические сопротивления речных русел простых форм сечения
3.3. Влияние зернистой шероховатости на гидравлические сопротивления
3.4. Влияние глубин на коэффициенты Шези и шероховатости
3.5. Влияние формы сечения на гидравлические сопротивления речных русел
3.6. Влияние донных гряд на гидравлические сопротивления речных русел
3.7. Гидравлические сопротивления зарастающих русел. Дополнительные сопротивления водной растительности
3.8. Пограничный слой. Гладкие и полугладкие стенки. Турбулентное рассеивание
4. ПОТОКИ ПОД ЛЕДЯНЫМ ПОКРОВОМ
4.1. Общие положения
4.2. Равномерный поток под ледяным покровом
4.3. Гидравлическое сопротивление потоку в период ледохода
4.4. Неравномерный поток при зажорах и заторах льда
4.5. Зимний коэффициент
4.6. Неустановившийся поток под ледяным покровом
4.7. Напорный поток подо льдом
4.8. Распространение примесей в подледных потоках
5. ИЗГИБ И ДЕЛЕНИЕ РУСЛОВОГО ПОТОКА
5.1. Изгиб руслового потока
5.2. Расчет параметров потоков при их делении
6. ПОТОКИ В РУСЛАХ С ПОЙМАМИ
6.1. Влияние пойм на пропускную способность и сопротивления русел. Регулирование паводочного стока поймами
6.2. Поле скоростей и пропускная способность русел с поймами и с резко изменяющейся по ширине шероховатостью. Роль вторичных течений
6.3. Учет эффекта взаимодействия руслового и пойменного потоков в методиках расчета пропускной способности пойменных русел и измерений расходов воды
6.4. Особенности построения кривых расходов воды на пойменных створах
7. САМОРЕГУЛИРУЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ В ГИДРОЛОГИИ
7.1. Система "бассейн - речной поток - русло"
7.2. Бассейн реки и его роль в процессе саморегулирования системы "бассейн - речной поток - русло"
7.3. Жидкий сток в саморегулирующейся системе
7.4. Природные факторы, ограничивающие процесс саморегулирования в исследуемой системе
7.5. Роль гидравлических сопротивлений речных русел в саморегулировании подсистемы "речной поток - русло"
7.6. Антропогенный фактор и его воздействие на саморегулирующуюся систему "бассейн - речной поток - русло"
7.7. Воздействие гидротехнических сооружений и водохозяйственных мероприятий в руслах и на поймах рек на экологию и процесс саморегулирования исследуемой системы
Литература

СONTENTS
Foreword
Introduction

1. INTERNAL STRUCTURE AND MECHANISM OF STREAMFLOW MOTION
1.1. Regimes of fluid motion in rivers and channels. Calculations of laminar flow parameters
1.2. A set of hydromechanics equations for description of turbulent streamflow motion
1.3. Kinematics structure of turbulent streamflow motion. Description of its characteristics
1.4. Eddy structure of a stream. Forces separating eddies from a wall

2. A VELOCITY FIELD OF A TURBULENT STREAMFLOW
2.1. Velocity distribution along the stream depth. Averaged and pulsation velocities
2.2. Initial velocity of vortex separation from a wall
2.3. Velocity field and flow resistance in rectangular channels
2.4. Velocity distribution in natural streams

3. HYDRAULIC RESISTANCES IN RIVER CHANNELS
3.1. Parameters describing hydraulic resistances. Zegjda Graph
3.2. Hydraulic resistances in river channels of simple cross sections
3.3. Effect of roughness on hydraulic resistances
3.4. Effect of depths on Chezy and roughness coefficients
3.5. Effect of the cross section shape of river channels on hydraulic resistances
3.6. Effect of bottom ridges on hydraulic resistances of river channels
3.7. Hydraulic resistances in weed-infested channels
3.8. Boundary layer. Smooth and semismooth walls. Turbulent dissipation

4. STREAMS UNDER ICE
4.1. General statements
4.2. A uniform stream under an ice cover
4.3. Hydraulic resistances to a streamflow in the freeze-up period
4.4. Nonuniform flow at ice jams and dams
4.5. Winter coefficient
4.6. Unsteady flow under an ice cover
4.7. Pressure flow under an ice cover
4.8. Distribution of admixtures in subglacial flows

5. CURVING AND SEPARATION OF A FLOW
5.1. Curving of a streamflow
5.2. Calculation of parameters of flows at their separation

6. STREAMFLOWS IN CHANNELS WITH FLOODPLAINS
6.1. Effect of floodplains on channel capacity and channel resistance. Regulation of flood flow by floodplains
6.2. Velocity field and capacity of channels with floodplains and with roughness sharply varying across the channel breadth. Role of secondary flows
6.3. The account of a coupling effect of the channel and floodplain streams in calculation procedures for channel capacity of floodplain channels and water discharge measurements
6.4. Features of plotting of water discharge for floodplain cross sections

7. A SELF-REGULATING BASIN - RIVER STREAM - CHANNEL SYSTEM AND ITS COMPONENTS
7.1. A self-regulating basin - river stream - channel system
7.2. River basin and its role in the process of self-regulation in a basin - a river stream - channel System
7.3. Liquid discharge in a self-regulating system
7.4. Natural factors limiting the self-regulation process in the system under investigation
7.5. Role of hydraulic resistance of river channels in a self-regulating river stream - channel system
7.6. The anthropogenous factor and its action on a self-regulating basin - river stream - channel system
7.7. The impact of hydraulic structures and water management activities in channels and floodplains on the ecology and process of self-regulation of the system under examination
References