<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestniktgasu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1607-1859</issn><issn pub-type="epub">2310-0044</issn><publisher><publisher-name>Tomsk State University of Architecture and Building</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31675/1607-1859-2022-24-1-188-201</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestniktgasu-1160</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>WATER SUPPLY, SEWERAGE, BUILDING SYSTEMS OF WATER RESOURCE PROTECTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ изменения коэффициента шероховатости русла малой реки в заданном створе (на примере р. Черной)</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Analiz izmeneniya koeffitsienta sherokhovatosti rusla maloi reki v zadannom stvore (na primere r. Chernoi) [Roughness coefficient meas-urements of the Chernaya River channel]</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ахмедова</surname><given-names>Н. Р.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Akhmedova</surname><given-names>N. R.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ахмедова Наталья Равиловна, канд. биол. наук</p><p>236022, г. Калининград, Советский пр., 1</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Natalia R. Akhmedova, PhD</p><p>1, Sovetsky Ave., 236000, Kaliningrad</p></bio><email xlink:type="simple">isfendi@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Наумов</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Naumov</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Наумов Владимир Аркадьеви, докт. техн. наук, профессор</p><p>236022, г. Калининград, Советский пр., 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vladimir A. Naumov, DSc, Professor</p><p>1, Sovetsky Ave., 236000, Kaliningrad</p><p> </p></bio><email xlink:type="simple">van-old@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Калининградский государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Kaliningrad State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>02</month><year>2022</year></pub-date><volume>24</volume><issue>1</issue><fpage>188</fpage><lpage>201</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Ахмедова Н.Р., Наумов В.А., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Ахмедова Н.Р., Наумов В.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Akhmedova N.R., Naumov V.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1160">https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1160</self-uri><abstract><p>Актуальным вопросом в области гидрологических изысканий является определение коэффициента шероховатости, т. к. от данного показателя зависит один из основных расчетных параметров – уровень воды в водотоке, необходимый для обоснования проектных решений, в том числе и при разработке защитных инженерных мероприятий от затопления прилегающей территории. В соответствии с нормативными документами, действующими на территории Российской Федерации, значение шероховатости принимается по визуальной характеристике русла, что носит субъективный характер и может привести к значительным ошибкам в расчетах.Целью настоящей работы является определение взаимосвязи коэффициента шероховатости русла с безразмерными комплексами при разных глубинах воды (до и после выхода на пойму). Все расчеты выполнены по данным систематических наблюдений за гидрологическим режимом р. Черной (пост Сагра), коэффициент шероховатости определялся численным методом. Анализ ряда максимальных глубин H позволил определить некоторое значение H1. Установлено, что при H ≤ H1 гидравлический радиус R растет вместе со значением максимальной глубины, при H &gt; H1 эта зависимость немонотонная, а при выходе воды на пойму R заметно отличается от средней глубины водотока h; при H ≤ H1 есть тесная стохастическая связь уклона I с числами Рейнольдса Re; при H &gt; H1 возрастает погрешность, вносимая заменой R = h в расчетных формулах.Расчеты показали, что до выхода на пойму наблюдается значимая стохастическая связь коэффициента шероховатости n с Re и безразмерным комплексом b, а после выхода на пойму – тесная стохастическая связь у n только с числом Фруда Fr. Результаты расчетов показывают, что при определении минимальных уровней воды нельзя считать показатель степени y в формуле Маннинга постоянной величиной, т. к. это может привести к большой погрешности.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The paper presents the determination of the roughness coefficient of the minor river channel, since one of the main design parameters depends on the minor stream, required for a substantiation of design decisions. In accordance with the regulatory documents of the Russian Federation, the roughness coefficient is taken according to the visual characteristics of the riverbed.The purpose of this work is to determine the relationship of the roughness coefficient and dimensionless complexes at different water depths (before and after entering the floodplain).All calculations are performed according to the results of studying the hydrological conditions of the Chernaya river. The roughness coefficient is determined by the numerical method.Analysis of the maximum depth allows to obtain its certain value. It is shown that the hydraulic radius increases at a higher depth. When the maximum depth is deeper, this dependence is nonmonotonic, and when water enters the floodplain, the hydraulic radius strongly differs from the average depth of the minor stream. It is found that before entering the floodplain, there is a significant stochastic relationship between the roughness coefficient, Reynolds number and the dimensionless complex. After entering the floodplain, there is a close stochastic relationship between roughness coefficient and the Froude number. When determining the minimum water levels, the exponent of Chezy's velocity factor in the Manning formula cannot be considered a constant value, because this can lead to a great error.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>коэффициент шероховатости</kwd><kwd>малый водоток</kwd><kwd>пойма</kwd><kwd>число Фруда</kwd><kwd>р. Черная</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>roughness coefficient</kwd><kwd>minor stream</kwd><kwd>floodplain</kwd><kwd>Froude number</kwd><kwd>the river Chernaya</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Valov A.O., Degtyarev V.V., Fedorova N.N. Evaluation of the influence of bottom roughness on parameters of wave flows in channels // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 1939. P. 020041. URL: https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5027353</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Valov A.O., Degtyarev V.V., Fedorova N.N. Evaluation of the influence of bottom roughness on parameters of wave flows in channels. AIP Conference Proceedings. 2018. V. 1939. 020041.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kim J.S., Lee C.J., Kim W., Kim Y.J. Roughness coefficient and its uncertainty in gravel-bed river // Water Science and Engineering. 2010. V. 3. I. 2. P. 217–232. URL: https://doi.org/10.3882/j.issn.1674-2370.2010.02.010</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kim J.S., Lee C.J., Kim W., Kim Y.J. Roughness coefficient and its uncertainty in gravel-bed river. Water Science and Engineering. 2010. V. 3, No. 2, 2010. Pp. 217-232. DOI: 10.3882/j.issn.1674-2370.2010.02.010</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Писарев А.В., Храпов С.С., Агафонникова Е.О., Хоперсков А.В. Численная модель динамики поверхностных вод в русле Волги: оценка коэффициента шероховатости // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2013. № 1. С. 114–130. DOI: 10.20537/vm130111</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pisarev A.V., Khrapov S.S., Agafonnikova E.O., Khoperskov A.V. Chis-lennaya model' dinamiki poverkhnostnykh vod v rusle Volgi: otsenka koeffitsienta sherokhovatosti [Numerical model of shallow water dynamics in the Volga channel: Roughness coefficient measurement]. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Matematika. Mekhanika. Komp'yuternye nauki. 2013. No. 1. Pp. 114–130. DOI: 10.20537/vm130111 (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Song S., Schmalz B., Xu Y.P., Fohrer N. Seasonality of roughness – the indicator of annual river flow resistance condition in a lowland catchment // Water Resources Management. 2017. V. 31. I. 11. P. 3299–3312. URL: https://doi.org/10.1007/s11269-017-1656-z</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Song S., Schmalz B., Xu Y.P., Fohrer N. Seasonality of roughness – the indicator of annual river flow resistance condition in a lowland catchment. Water Resources Management. 2017. V. 31. No. 11. Pp. 3299–3312. DOI: 10.1007/s11269-017-1656-z</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ye A., Zhou Z., You J., Ma F., Duan Q. Dynamic Manning's roughness coefficients for hydrological modelling in basins // Hydrology Research. 2018. V. 49. I. 5. P. 1379–1395. URL: https://doi.org/10.2166/nh.2018.175</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ye A., Zhou Z., You J., Ma F., Duan Q. Dynamic Manning's roughness coefficients for hydrological modelling in basins. Hydrology Research. 2018. V. 49. No. 5. Pp. 1379–1395. DOI: 10.2166/nh.2018.175</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dyakonova T., Khoperskov A. Bottom friction models for shallow water equations: Manning's roughness coefficient and small-scale bottom heterogeneity // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 973. P. 012032. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/973/1/012032</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dyakonova T., Khoperskov A. Bottom friction models for shallow water equations: Manning's roughness coefficient and small-scale bottom heterogeneity. Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 973. 012032.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Attari M., Taherian M., Hosseini S.M, Niazmand S.B., Jeiroodi M., Mohammadian A. A simple and robust method for identifying the distribution functions of Manning’s roughness coefficient along a natural river // Journal of Hydrology. 2020. V. 595. P. 125680. URL: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125680</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Attari M., Taherian M., Hosseini S.M, Niazmand S.B., Jeiroodi M., Mohammadian A. A simple and robust method for identifying the distribution functions of Manning’s roughness coefficient along a natural river. Journal of Hydrology. 2020. V. 595. 125680. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2020.125680</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mardani N., Suara K., Fairweather H., Brown R., McCallum A., Sidle R. Improving the accuracy of hydrodynamic model predictions using Lagrangian calibration // Water. 2020. V. 12. P. 575. URL: https://doi.org/10.3390/w12020575</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mardani N., Suara K., Fairweather H., Brown R., McCallum A., Sidle R. Improving the accuracy of hydrodynamic model predictions using Lagrangian calibration. Water. 2020. V. 12. P. 575. DOI: 10.3390/w12020575</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Beene D., Zhang S., Paulus G. Workflow for hydrologic modelling with sUAS-acquired aerial imagery // Geocarto International. 2021. V. 36. I. 12. P. URL: https://doi.org/10.1080/10106049.2019.1648562</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Beene D., Zhang S., Paulus G. Workflow for hydrologic modelling with sUAS-acquired aerial imagery. Geocarto International. 2021. V. 36, No. 12. Pp. 1346–1364. DOI: 10.1080/10106049.2019.1648562.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников Н.Б., Субботина Е.С., Демидова Ю.А. Коэффициенты шероховатости речных русел // Ученые записки РГГМУ. 2010. № 12. С. 14–19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov N.B., Subbotina E.S., Demidova Yu.A. Koeffitsienty sherokhovatosti rechnykh rusel [Roughness coefficients of riverbeds]. Uchenye zapiski RGGMU. 2010. No. 12. Pp. 14–19. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников Н.Б., Дрегваль М.С., Исаев Д.И., Гаврилов И.С. Гидравлические сопротивления и скоростные поля потоков в руслах сложных форм сечения // Ученые записки РГГМУ. 2017. № 46. С. 10–20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov N.B., Dregval' M.S., Isaev D.I., Gavrilov I.S. Gidravlicheskie soprotivleniya i skorostnye polya potokov v ruslakh slozhnykh form secheniya [Hydraulic resistance and velocity flow fields in riverbeds with complicated section shapes]. Uchenye zapiski RGGMU. 2017. No. 46. Pp. 10–20. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников Н.Б., Исаев Д.И., Сакович В.М. Методы расчетов максимальных расходов воды руслопойменных потоков в условиях изменения климата // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2019. Т. 29. № 1. С. 90–96.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov N.B., Isaev D.I., Sakovich V.M. Metody raschetov maksimal'nykh raskhodov vody ruslopoimennykh potokov v usloviyakh izmeneniya klimata [Maximum water rate calculation methods for floodplain flows in different climatic conditions]. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Biologiya. Nauki o Zemle. 2019. V. 29. No. 1. Pp. 90–96. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Наумов В.А. Эмпирическая зависимость коэффициента шероховатости русла реки Красной от чисел Фруда // Вестник науки и образования Северо-Запада России : электронный журнал. 2018. Т. 4. № 3. URL: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2018/08/2018-N3-Naumov.pdf (дата обращения: 23.10.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Naumov V.A. Empiricheskaya zavisimost' koeffitsienta sherokhovatosti rusla reki Krasnoi ot chisel Fruda [Empirical dependence of roughness coefficient of the Red riverbed from Froude number]. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii: elektronnyi zhurnal. 2018. V. 4, No. 3. Available: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2018/08/2018-N3-Naumov.pdf (accessed October 23, 2021). (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Наумов В.А. Анализ изменчивости коэффициента шероховатости русла реки по данным измерений, приведенных в гидрологических ежегодниках // Вестник научно-методического совета по природообустройству и водопользованию. 2019. № 14. С. 50–55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Naumov V.A. Analiz izmenchivosti koeffitsienta sherokhovatosti rusla reki po dannym izmerenii, privedennykh v gidrologicheskikh ezhegodnikakh [Analysis of riverbed roughness coefficient according to data given in hydrological yearbooks]. Vestnik nauchno-metodicheskogo soveta po prirodoobustroistvu i vodopol'zovaniyu. 2019. No. 14. Pp. 50–55. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кочкарева А.С., Ахмедова Н.Р. Определение коэффициентов шероховатости при выполнении гидрологических исследований // Вестник науки и образования Северо-Запада 200 Н.Р. Ахмедова, В.А. Наумов России. 2021. Т. 7. № 1. URL: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2021/02/2021-N1-Kochkareva-Akhmedova.pdf (дата обращения: 23.10.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kochkareva A.S., Akhmedova N.R. Opredelenie koeffitsientov sherokhovatosti pri vypolnenii gidrologicheskikh issledovanii [Determination of roughness coefficients when performing hydrological research]. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii. 2021. V. 7. No. 1. Available: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2021/02/2021-N1-Kochkareva-Akhmedova.pdf (accessed October 23, 2021). (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Калинин А.В. Зависимость коэффициента Шези от числа Фруда // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2019. Т. 5. № 3. URL: http://vestnik-nauki.ru/wpcontent/uploads/2019/10/2019-N3-Kalinin.pdf (дата обращения: 23.10.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalinin A.V. Zavisimost' koeffitsienta Shezi ot chisla Fruda [Dependence of Chezy's velocity factor from Froude number]. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii. 2019. V. 5. No. 3. Available: http://vestnik-nauki.ru/wp-content/uploads/2019/10/2019-N3-Kalinin.pdf (accessed October 23, 2021). (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Наумов В.А. Влияние изменений уровня в течение года на уклон водной поверхности реки Мсты // Вестник научно-методического совета по природообустройству и водопользованию. 2021. № 21. С. 80–86.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Naumov V.A. Vliyanie izmenenii urovnya v techenie goda na uklon vodnoi poverkhnosti reki Msty [Annual changes in the water surface level of the Msta river]. Vestnik nauchno-metodicheskogo soveta po prirodoobustroistvu i vodopol'zovaniyu. 2021. No. 21. Pp. 80–86. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
