Modeling of erosion processes in open channels

M R Magomedova

doi:10.21822/2073-6185-2021-48-4-114-122

Abstract

Objective. The aim of the study is to model erosion processes in open channels.Method. A stochastic approach is applied to the calculation of parameters and the construction of models of individual stages of the erosion process: disruption, weighing and transport of eroded soil particles by a turbulent flow. Result. A technique has been developed for predicting the general erosion of riverbeds and canals, composed of homogeneous and heterogeneous non-cohesive soils. Approbation of the developed technique on the material of laboratory and field studies confirmed its satisfactory accuracy in a wide range of hydraulic conditions and soil granulometric compositions. Conclusion. The principles of developing a model of erosion processes in open channels, the modular structure of the calculation algorithms and programs compiled on its basis, allow us to continuously improve the methods for calculating individual parameters of the erosion process and make adjustments to the corresponding modules of algorithms.

Highlights

Средний диаметр частиц поверхностного слоя грунта, определяемый как средневзвешенный по площади, занимаемой частицами в поверхностном слое, в случае непереработанного потоком разнозернистого грунта совпадает со средневзвешенным диаметром по объему частиц в массиве грунта
Имитационное математическое моделирование распространения взвешенных частиц для определения зон повышенной мутности при оценке ущерба водным биологическим ресурсам реки Черек //Вестник Дагестанского государственного технического университета

Summary

Introduction

Благодаря современным достижениям в области гидромеханики, теории турбулентности, динамики русловых потоков, механики грунтов имеются необходимые предпосылки для разработки теоретических методов прогноза различных видов водной эрозии, основанных на достоверных математических моделях эрозионных процессов в широком диапазоне условий. Решение этой сложной задачи возможно при условии обеспечения достаточной степени надежности определения исходных данных и наличии достоверных математических моделей отдельных этапов эрозионных процессов. Поэтому определение ряда характеристик поверхностного слоя частиц – средней высоты выступов шероховатости разнозернистого грунта, параметров ориентировки частиц на поверхности дна – невозможно без учета кинематической структуры потока.

Results

Conclusion