ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СЕЛЕЙ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ СТЕНДЕ

Раздел
Мониторинговые, экспериментальные и экспедиционные исследования
  • Н.А. Казаков ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия https://orcid.org/0000-0002-4400-7250
  • Д.А. Боброва ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия https://orcid.org/0000-0002-5768-2677
  • Е.Н. Казакова ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия
  • С.В. Рыбальченко ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия
Ключевые слова: потенциальный селевой массив, связный сель, селевой процесс, скорость селя, селевой лоток, селевые отложения, гидродинамический напор
(+) Аннотация

Разработан и изготовлен стенд для исследования динамических характеристик селей и физического моделирования селей. Стенд представляет собой прямоугольный в поперечном сечении лоток длиной 3,0 м, шириной 0,25 м, глубиной 0,25 м. Уклоны лотка изменяются от 10о до 45о. Выше лотка устанавливается ёмкость, заполняемая водой или приготовленной селевой смесью. Для наблюдения за внутренней структурой селевого потока обе стенки селевого лотка выполнены прозрачными. В лотке могут быть установлены металлические штанги для размещения тензодатчиков для измерения давления, скорости и температуры. Процесс движения селя через прозрачную стенку селевого лотка снимается скоростной видеокамерой. В ноябре 2019 г. был проведён эксперимент по измерению скорости селя. Измерялись скорость и скоростной напор водного потока и искусственного грязекаменного селя. Лоток был установлен с уклоном 12о. По лотку был пущен водный поток (для измерения скорости потока и величины скоростного напора, которые затем использовались как эталонные значения). Затем по лотку был пущен поток из подготовленной селевой смеси. Селевая смесь была приготовлена из дресвяно-щебенистого элювиально-делювиального грунта возрастом QIV с суглинистым заполнителем (лёгкий и средний суглинок, до 30%) плотностью в естественном залегании 2210 кг/м3. Плотность суглинка – 1910 кг/м3. Дресва и щебень представлены алевролитом средней прочности плотностью 2210 кг/м3. Измеренная по методу Стокса динамическая вязкость селевой массы составила 0,0498 Пуаз. Рассчитанная кинематическая вязкость селевой массы составила 0,0928 Стокс. Поскольку данных о скорости селей, измеренных непосредственно во время его движения, недостаточно, особую важность приобретают методы расчёта скорости селя по его следам, определённые при полевых исследованиях после схода селя. Одной из таких методик является методика определения скорости селя по величине скоростного напора: по следам селя (обмазкам) на стволах деревьев и т.д. Эта методика основана на формуле Э. Торричелли. Результаты эксперимента показали: скорость грязекаменного селя, рассчитанная по величине скоростного напора, оказалась ниже измеренной скорости до препятствия и выше измеренной скорости после препятствия. Измеренная скорость прохождения селем всего лотка оказалась близка к рассчитанной.

Литература

Виноградов Ю.Б. Искусственное воспроизведение селевых потоков на экспериментальном полигоне в бассейне р. Чемолган // Селевые потоки: сборник. М.: Гидрометеоиздат, 1976.
С. 3-7.

Виноградов Ю.Б. Этюды о селевых потоках. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 144 с.

Казаков Н.А., Генсиоровский Ю.В., Боброва Д.А., Окопный В.И., Казакова Е.Н., Рыбальченко С.В. Условия формирования связных селей при слабых осадках и распределение динамических характеристик в селевом потоке // Геориск. 2015. № 4. С. 12-16.

Степанов Б.С., Степанова Т.С. Механика селей: эксперимент, теория, методы расчета. М.: Гидрометеоиздат, 1991. 379 с.

Vinogradova T.A., Vinogradov A.Yu. The experimental debris flows in the Chemolgan river basin. Natural Hazards. 2017. Vol. 88. Iss. 1. Supplement. P. 189-198. DOI: 10.1007/s11069-017-2853-z

Wei F., Yang H., Hu K., Hong Y., Li X. Two methods for measuring internal velocity of debris flows in laboratory // WIT Transactions on Engineering Sciences. 2012. Vol 73. р. 61-71. DOI: 10.2495/DEB120061

(+) Об авторе(ах)

Н.А. Казаков,
ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия

E-mail: cdsmd@yandex.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 3869-6750
Scopus ID: 55771991700
Почтовый адрес: 693000 г. Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 246 - 11
Контактный телефон: 8-4242-75-20-61

Д.А. Боброва,
ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия

E-mail: darya-kononova@yandex.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 7443-1359
ORCID ID: 0000-0002-5768-2677
Почтовый адрес: 693000 г. Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 246 - 11
Контактный телефон: +7-4242-75-20-61

Е.Н. Казакова,
ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия

E-mail: kazakova-e-n@ya.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 1239-1550
ORCID ID: 0000-0002-5774-4030
Scopus ID: 55772181700
Почтовый адрес: 693000 г. Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 246 - 11
Контактный телефон: +7-4242-75-20-61

С.В. Рыбальченко,
ФГБУН Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия; НИЦ «Геодинамика», г. Южно-Сахалинск, Россия

E-mail: rybalchenko_sv@mail.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 2432-0350
ORCID ID: 0000-0002-7849-9855
Почтовый адрес: 693000 г. Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 246 - 11
Контактный телефон: +7-4242-75-20-61

(+) Литература

Kazakov N.A., Gensiorovskij Y.V., Bobrova D.A., Kazakova E.N., Okopnyj V.I., Rybal'chenko S.V. Usloviya formirovaniya svyaznykh selei pri slabykh osadkakh i raspredelenie dinamicheskikh kharakteris-tik v selevom potoke [Conditions of formation of co-hesive debris flows in low precipitation and the dis-tribution of the dynamic characteristics in debris-flow channel]. Georisk [Georisk], 2015, no. 4, pp. 12-16, 56. (In Russian; abstract in English).

Stepanov B.S., Stepanova T.S. Mekhanika selei: ek-speriment, teoriya, metody rascheta [Mudflow me-chanics: experiment, theory, calculation methods]. Moscow, Publ. Gidrometeoizdat, 1991. 379 p. (In Russian).

Vinogradov Yu.B. Iskusstvennoe vosproizvedenie selevykh potokov na eksperimental'nom poligone v basseine r. Chemolgan [Artificial reproduction of mudflows at an experimental training ground in the Chemolgan River Basin] In: Selevye potoki: sbornik [Mudflows: collection]. Moscow, Publ. Gidromete-oizdat, 1976, pp. 3-7. (In Russian).

Vinogradov Yu.B. Etyudy o selevykh potokakh [Etudes about mud stream]. Leningrad, Gidromete-oizdat Publ., 1980. 144 p. (in Russian).

Vinogradova T.A., Vinogradov A.Yu. The experi-mental debris flows in the Chemolgan river basin. Na-tu¬ral Hazards, 2017, vol. 88, iss. 1. Supplement, pp. 189-198. DOI: 10.1007/s11069-017-2853-z

Wei F., Yang H., Hu K., Hong Y., Li X. Two meth-ods for measuring internal velocity of debris flows in laboratory. WIT Transactions on Engineering Scienc-es, 2012, vol 73, pp. 61-71. DOI: 10.2495/DEB120061

(+) Читать онлайн

Просмотров Аннотации: 187
Скачиваний PDF: 0
Опубликован
2019-12-30
Как цитировать
Н.А. Казаков, Д.А. Боброва, Е.Н. Казакова, & С.В. Рыбальченко. (2019). ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СЕЛЕЙ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ СТЕНДЕ. Гидросфера. Опасные процессы и явления, 1(4), 490-503. https://doi.org/10.34753/HS.2019.1.4.490

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.