Обоснование гидродинамически целесообразной системы дренажа в условиях проектируемой застройки поймы р. Днепр

Abstract

RU: Целью настоящей работы является прогнозная оценка гидродинамического режима подземных вод на участке перспективной застройки пойменной части долины р. Днепр в связи с выбором целесообразной системы дренажа и обоснованием параметров дренажного водопонижения. Объект исследований – геофильтрационные процессы в нарушенных строительством и эксплуатацией проектируемых сооружений гидрогеологических условиях пойменных участков среднего течения р. Днепр. Методика исследований гидродинамического режима представлена вариантным моделированием процессов планово-профильной фильтрации в условиях работы различных видов дренажа и компоновки дренажных сооружений с использованием численной математической модели, реализованной на базе метода конечных разностей. По результатам анализа и обобщения данных о геологическом строении и гидрогеологических условиях определены основные режимообразующие факторы исследуемой территории, разработана общая гидродинамическая схема моделируемой области и обоснована структура геофильтрационной модели, определены ее начальные и граничные условия. По данным моделирования выполнена прогнозная оценка уровенного режима подземных вод, проведен сопоставительный анализ эффективности пластового и вертикального дренажей при различных схемах компоновки водопонизительных сооружений. Эффективность работы дренажных сооружений на защищаемой территории оценена для условий прохождения высокого паводка при заданной обеспеченности уровня воды в р. Днепр. Научная новизна результатов исследований заключается в установлении закономерностей формирования гидродинамического режима подземных вод в пойменной части долины р. Днепр под влиянием основных режимообразующих факторов в условиях работы дренажного водопонижения. Практическая значимость работы состоит в обосновании выбора гидродинамически целесообразной системы дренажа, схемы расположения водопонизительных сооружений и параметров дренажного водопонижения на участке проектируемого строительства. Результаты исследований могут составлять основу для разработки инженерных мероприятий защитного характера при проектировании объектов строительства в пределах потенциально подтапливаемых пойменных участков долин рек.

UK: Метою даної роботи є прогнозна оцінка гідродинамічного режиму підземних вод на ділянці перспективної забудови заплавної частини долини р. Дніпро в зв’язку в вибором доцільної системи дренажу та обґрунтуванням параметрів дренажного водозниження. Об’єкт досліджень – геофільтраційні процеси у порушених будівництвом і експлуатацією проектованих споруд гідрогеологічних умовах заплавних ділянок середньої течії р. Дніпро. Методика досліджень гідродинамічного режиму представлена варіантним моделюванням процесів планово-профільної фільтрації в умовах роботи різних видів дренажу та компоновки дренажних споруд із використанням чисельної математичної моделі, реалізованої на базі метода кінцевих різностей. За результатами аналізу та узагальнення даних про геологічну будову і гідрогеологічні умови визначені основні режимоутворюючі фактори досліджуваної території, розроблена загальна гідродинамічна схема модельованої області й обґрунтована структура геофільтраційної моделі, визначені її початкові і граничні умови. За даними моделювання виконана прогнозна оцінка рівневого режиму підземних вод, проведено порівняльний аналіз ефективності пластового та вертикального дренажів при різних схемах компоновки водознижуючих споруд. Ефективність роботи дренажних споруд на території, що захищається, оцінена для умов проходження високого паводку при заданій забезпеченості рівня води в р. Дніпро. Наукова новизна результатів досліджено полягає у встановленні закономірностей формування гідродинамічного режиму підземних вод у заплавній частині долини р. Дніпро під впливом основних режимоутворюючих факторів в умовах роботи дренажного водозниження. Практична значимість роботи полягає в обґрунтуванні вибору гідродинамічно доцільної системи дренажу, схеми розташування водознижуючих споруд і параметрів дренажного водозниження на ділянці проектованого будівництва. Результати досліджень можуть складати основу для розробки інженерних заходів захисного характеру при проектуванні об’єктів будівництва в межах потенційно підтоплюваних заплавних ділянок долин річок.

EN: The purpose of this paper is predictive assessment the hydrodynamic mode in prospective construction site of the Dnieper River floodplain in order to choose an expedient drainage system and substantiate the drainage parameters. The object of the research is geofiltration processes in the floodplain area of the Dnieper River middle flow in geological and hydrogeological conditions disturbed by construction and operation of the designed facilities. In studying the hydrodynamic mode, we used the method of variant modeling of three-dimensional filtration processes under operation of various types of drainage and different drainage element layouts using a numerical mathematical model implemented on the basis of a finite difference method. The main mode-forming factors of investigated territory have been determined by the results of analysis and generalization data of geological structure and hydrogeological conditions, general hydrodynamic scheme of simulated area has been developed, the structure of geofiltration model has been justified, its initial and boundary conditions have been determined. Predictive estimation of groundwater level mode has been executed, comparative analysis of vertical and bed drainage efficiency with various schemes of drainage element layouts has been carried out by simulation. Efficiency of the drainage structures operation in the protected area has been estimated for a high level flood conditions with 1% probability in the Dnieper River. The scientific novelty of research: patterns in the hydrodynamic mode formation of the Dnieper River floodplain under the influence of main mode-forming factors in conditions of drainage operation have been determined. The practical significance of the work consists in the substantiation of choosing the hydrodynamically expedient drainage system, layout of water-depleting constructions and drainage parameters at the site of projected construction. The results of this research can form the basis for development the protective engineering measures in construction design at sites within potentially flooded floodplains of rivers.