Ramón Iribarren Cavanilles Ing.D (15 апреля 1900 г. – 21 февраля 1967 г.) [2] был испанским инженером-строителем и профессором портов в Школе гражданского строительства (исп. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos , ETSICCP ) в Мадриде . Он был председателем испанской делегации в Постоянной международной ассоциации навигационных конгрессов (PIANC) и был избран академиком в Испанской королевской академии наук , хотя и не занял последнюю должность. [3] Он внес заметный вклад в область прибрежной инженерии , включая методы расчета устойчивости волноломов и исследования, которые привели к разработке числа Ирибаррена . [4] [5]
Он провел детальное исследование нескольких портов в Бискайском заливе , которые подвергались экстремальным волнам и частым штормам, и это легло в основу многих его ранних исследовательских работ. [6] Ирибаррен осознал, что многие порты в Бискайском заливе были недостаточно защищены от сильных волн и штормовых условий, что привело к ряду кораблекрушений и поставило под угрозу экономическую жизнеспособность местного рыболовецкого сообщества, с которым у него были тесные отношения. [6] [7] [8]
В 1930-х годах большая часть портовой и гаванной инфраструктуры в Испании основывалась на простом копировании методов, используемых в предыдущих проектах, при этом руководящие принципы проектирования новых портовых и прибрежных проектов часто основывались исключительно на простом анализе того, были ли предыдущие методы строительства успешными или нет. Ирибаррен был недоволен таким полностью эмпирическим подходом, который, по его мнению, не учитывал влияние проблем, связанных с местоположением, таких как поведение волн и осадков, и, определив это как проблему, он потратил несколько лет на разработку научных и математических подходов, которые можно было бы применить к конкретным случаям, на основе обширных исследований и понимания поведения волн и прибрежной динамики, в которых он широко использовал наблюдения и фотографии . [6] [3] [7] [9]
Он сыграл важную роль в создании исследовательского центра по прибрежной инженерии, первого в своем роде в Испании. [4] Его работа получила международную известность [10] [11] [12] [13] и остается весьма актуальной, поскольку она постоянно совершенствуется и лежит в основе нескольких современных методов проектирования, используемых в прибрежной инженерии и работах по защите побережья. [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]
Ирибаррен родился в Ируне в 1900 году, сын Пласидо Хосе Ирибаррена Альдаса, богатого бизнесмена с недвижимостью на Кубе , и Тересы Каванильес Санс. Старший из трех братьев, он сначала учился в школе Сан-Луис в своем родном городе, где преуспел как ученик математики . [6] [21] После окончания бакалавриата в средней школе Instituto de Peñaflorida в Сан-Себастьяне , [22] он уехал в Мадрид, чтобы изучать точные науки , но в 1921 году сменил курс и начал изучать гражданское строительство, окончив его в 1927 году как лучший студент на курсе. [21] После окончания университета он сначала работал в Министерстве общественных работ в региональном департаменте дорог Каталонии в Жироне . [3] [4] [21]
Ирибаррен был переведен из Жироны в свою родную провинцию Гипускоа в 1929 году, где он был назначен главным инженером Группы портов Гипускоа в Министерстве общественных работ с офисом в Сан-Себастьяне. На этой должности он отвечал за порты Деба , Исла-де-лос-Файсанес , Гетария , Мутрику , Сан-Себастьян и Сумайя , а также курировал проектирование и реализацию нескольких проектов портов и гаваней. [2] [4] Эта должность предоставила Ирибаррену возможность провести подробные наблюдения за береговой линией Гипускоа, которые легли в основу его теорий и результатов исследований. [21] Он провел исследования нескольких аспектов волноломов и поведения волн в каждом из портов, находящихся под его контролем, а также общей береговой линии Гипускоа и Бискайского залива. [23] [24]
Ирибаррен провел обширные исследования в порту Мутрику, где он отвечал за проектирование и строительство волнолома для внешней гавани в 1932 году. [4] [21] [25] [26] Работы смягчили трудности подхода и входа для судоходства в районе внешней гавани, но Ирибаррен заметил, что существующие вертикальные морские стенки внутренней гавани по-прежнему вызывали значительное отражение волн , что приводило к опасным условиям швартовки для судов, оказавшихся внутри устья гавани. Несмотря на первоначальное сопротивление со стороны местного рыболовного сообщества, ему удалось реализовать наклонный волнолом во внутренней гавани в 1936 году, что положило конец проблемам, вызванным отражением, и сделало возможной безопасную швартовку судов. [22]
Работа в Мутрику предоставила Ирибаррену возможность разработать свои фундаментальные теории вокруг рефракции , предоставив ему время и среду для исследования и наблюдения его теоретических приближений направления волны и характеристик волны по доступным контурам глубины . [27] Он опубликовал статьи о своей работе в Мутрику в 1932 и 1936 годах, [25] и эта работа привела к разработке безразмерного параметра для волн, разбивающихся о склон, который был далее развит Юрьеном Баттьесом в 1974 году [10] и известен как число Ирибаррена или параметр Ирибаррена . [11]
Важность этого параметра для столь многих аспектов волн, разбивающихся о склоны, кажется, оправдывает то, что ему дано особое название. По мнению автора, его уместно назвать «числом Ирибаррена» (обозначается «Ir»), в честь человека, который его ввел и который внес много других ценных вкладов в наши знания о волнах на воде.
— Юрьен А. Баттьес, «Сходство прибоя», Труды 14-й Международной конференции по прибрежной инженерии (1974) [10]
В 1934 году городской совет Хондаррибии обратился к Ирибаррену с просьбой исследовать проблемы, связанные с переносом осадков и эрозией на отмели Хондаррибии в устье реки Бидасоа на границе Испании с Францией , и предложил построить волнорез. [7] Был одобрен бюджет в размере 3000 песет на строительство небольшого пробного участка волнореза. Осознавая сложный характер взаимодействия между поведением волн и осадками, а также необходимость разработки эффективного решения, Ирибаррен провел несколько лет, изучая волны и прибрежную морфодинамику в Хондаррибии, чтобы понять соответствующие граничные условия и подготовить эффективный проект. Он опубликовал свои выводы в 1941 году, [26] и хотя его планы были поддержаны Министерством общественных работ, они столкнулись с противодействием со стороны городского совета, и проект не был одобрен. [28]
Тем временем французские власти обратились к Ирибаррену с просьбой подготовить проект для аналогичных работ через реку в городе Андай . [7] После завершения проекта в 1945 году он руководил строительством волнолома Андай, которое началось в октябре 1946 года. [29] [30] Проект имел большой успех, и в 1949 году, увидев результаты работы Ирибаррена в Андай, городской совет в Ондаррибии одобрил строительство волнолома по его проекту. Ирибаррен руководил строительством, которое началось 7 сентября 1949 года, а работы были завершены в 1955 году по цене 18 миллионов песет. Он вносил изменения с помощью итеративного процесса проектирования по мере продвижения строительства, при этом окончательный волнолом имел длину 1100 метров, ширину 40 метров у основания и использовал 300 000 тонн армированного камня из карьера в Джайзкибеле . Проект оказался успешным, решив проблемы эрозии, повысив безопасность судоходства и создав большой рекреационный пляж . [7] [28]
Ирибаррен был назначен профессором в ETSICCP в 1939 году, заполнив вакансию, образовавшуюся после смерти Эдуардо де Кастро Паскуаля во время гражданской войны в Испании в 1937 году. [21] [31] [32] Ирибаррен продвигал идею создания испанского центра по изучению прибрежной инженерии и портовых работ по образцу исследовательских учреждений в таких университетах, как Technische Universität Berlin и ETH Zurich . Это было достигнуто в 1948 году с созданием Лаборатории портов (исп. Laboratorio de Puertos ) в Мадриде, директором которой стал Ирибаррен . В 1957 году лаборатория стала частью Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas . [4]
На протяжении всей своей карьеры он принимал участие в ряде примечательных испанских и международных проектов гражданского строительства. Среди известных проектов были аэропорт Сан-Себастьян , волнорез в порту Пальма-де-Майорка , крупные работы в порту Кадис , порт Мелилья в 1944 году, канализация Унчин , нефтяной терминал Луанды в 1956 году и прибрежные инженерные работы в заливе Сирт , Картахене-де-Индиас и Венесуэле . [4] В период с 1960 по 1961 год он был уполномочен правительством Испании работать вместе с французской делегацией в Париже для проведения исследований железнодорожной и портовой инфраструктуры в Вилья-Сиснерос для транспортировки железной руды, добываемой в испанской Сахаре . [22] [33]
Подход Ирибаррена к изучению поведения волн для работ на внешнем волноломе порта Пальма-де-Майорка был использован в качестве основы для нескольких проектов портов по всей Испании после того, как он опубликовал свой método del diagrama de ondas или método de los planos de oleaje (метод волновой диаграммы / метод волновых планов) в 1941 году. [26] Основываясь на исследованиях, которые он начал в Мутрику в 1932 году, работа была впоследствии переведена и опубликована на английском, [34] португальском [22] и французском языках. [35] Ирибаррен отметил, что ориентация порта Пальма означает, что он будет подвержен только штормам, направление которых менялось с юго-запада на юго-восток. Поэтому он изучил эти два экстремальных шторма и их среднюю точку (юг) и спроектировал волнолом соответствующим образом. [36]
Он использовал аналогичный подход во многих других проектах, включая улучшения в Хондаррибии и Ла-Корунье . [9] [29] Ирибаррен отметил, что его метод был приближенным , хотя и представлял собой значительный прогресс по сравнению с предыдущими методами проектирования. В отличие от существующих подходов, его метод был основан на принципах использования результатов фундаментальных исследований для разработки решений практической проблемы. [14]
Подход Ирибаррена заключался не в проектировании на основе интуиции или упрощенных эмпирических сравнений с предыдущими проектами, как это было в Испании до 1930-х годов, [3] [21], а скорее в исследовании и определении характера распространения волн по направлению к конкретной береговой линии и оценке характеристик волн и батиметрии , а также в детальном анализе формы и ориентации рассматриваемой береговой линии или гавани. [37]
Он использовал в качестве отправной точки существующую теорию трохоидальных волн , предполагая круговое орбитальное движение для молекул жидкости в массе воды , взволнованной зыбью на бесконечной глубине, и эллиптическое движение для тех, которые находятся на уменьшенной глубине. Ирибаррен принял во внимание обмеление и изменения, которые волны претерпевают, приближаясь к берегу, когда они входят в мелководье , которое он определил как точку, где глубина воды равна или меньше половины исходной длины волны , . [38]
Ирибаррен отметил, что детальное наблюдение и создание графических записей поведения волн и осадков были необходимы для корреляции и, при необходимости, изменения теоретических приближений, используемых в его методе, как он сам делал в Пальма-де-Майорке. Он постоянно совершенствовал и развивал свои методы и связанную с ними математику. К 1954 году, с дальнейшими итерациями и корректировками, а также с успешным внедрением метода в ряде проектов по всей Испании и за рубежом, он посчитал, что метод волновой диаграммы был достаточно разработан для использования в большинстве практических случаев. [39]
Ирибаррен учился у Эдуардо де Кастро Паскаля, который в 1933 году предложил формулу для проектирования волнорезов, которую он разработал на основе более ранней работы Брионеса. [40] Формула Де Кастро Паскуаля-Брионеса (1933) выглядит следующим образом:
в котором:
Формула Де Кастро подразумевает, что для должно быть равно нулю; это означает, что когда наклон почти горизонтальный, можно использовать даже очень легкие бронетанковые подразделения.
Если меньше , имеет мнимое значение , что указывает на то, что для очень крутых склонов волнорез или дамба не могут быть успешно построены независимо от размера броневого камня. Если δ присвоено отрицательное значение, что неприемлемо, это приводит к недопустимому значению для .
При поддержке де Кастро Паскуаля [41] Ирибаррен начал развивать и исследовать формулу дальше. [31] Ирибаррен разработал свою собственную формулу для устойчивости склонов волноломов под воздействием волн, опубликовав статью по этой теме в 1938 году. [42] Однако политическая ситуация в Испании и международное отношение к научному сотрудничеству с диктатурой Франко ограничили распространение работы Ирибаррена, что привело к более общему международному принятию аналогичного метода, который был разработан Робертом И. Хадсоном на экспериментальной станции водных путей USACE (WES) в Виксбурге, штат Миссисипи , известного как уравнение Хадсона . [17] [43] [44] Статья Ирибаррена 1938 года включала следующую формулу, которая вычисляла вес необходимого армированного камня или рассеивающего волны бетонного блока : [41]
Где:
В этой формуле масса броневого камня пропорциональна кубу высоты волны, что говорит о том, что удвоение высоты волны требует восьмикратного увеличения веса камня. Это соотношение, хотя и кажется существенным, является логичным, поскольку линейный размер камня (с постоянной плотностью и наклоном) пропорционален высоте волны. [38]
Из формулы Ирибаррен сделал вывод, что природный щебень имеет преимущества перед искусственным аналогом, и подчеркнул важность плотности материала при проектировании волноломов, отметив при этом, что выбор между природными и искусственными материалами часто зависит от доступности подходящих карьерных материалов и экономической оценки затрат, связанных с каждым типом для данного профиля конструкции. [42]
Примечательно, что полученная формула допускает наклоны только до естественного предела . Наклоны, превышающие этот предел, дадут отрицательное значение для , что непрактично. На пределе , даже при минимальной высоте волны ( ), формула указывает бесконечные значения для . Это означает, что любой размер камня на волнорезе с его естественным наклоном теоретически может быть смещен малейшей волной. Кроме того, когда и в формуле, становится равным нулю, логически указывая на то, что если волны незначительны, то естественный наклонный волнорез, состоящий из камней любого размера, находится в идеальном равновесии. [36] [45]
Ирибаррен продолжал развивать и совершенствовать эту формулу и свою работу по устойчивости волноломов на протяжении многих лет, и в 1965 году он опубликовал улучшенную версию формулы, основанную на его продолжающихся исследованиях: [46]
Это улучшение включает коэффициент трения , и стало результатом исследований и экспериментов Ирибаррена и его коллег в период между первой (1938) и последней (1965) публикацией формулы Ирибаррена. [41] Он провел эксперименты с волновыми лотками и исследования факторов, включая тип разрушения волн, накат и скат волн, трение и взаимосвязь между блоками, а также типы возможных отказов волноломов в промежуточный период. [47] Ирибаррен предположил, что сила волны может быть приблизительно выражена следующим образом:
Затем, анализируя баланс сил для рассматриваемого камня или искусственного элемента, можно определить минимальный вес камня, необходимый для обеспечения устойчивости, как во время наката волны, так и во время отката волны. [17] Затем формула устойчивости применяется следующим образом:
в котором:
Ирибаррен предположил, что μ составляет около 2,4, N для сбегания волны составляет 0,43, а для наката — около 0,85. [39]
Ключевое различие между формулой Ирибаррена и формулой де Кастро Паскуаля-Брионеса заключается в учете трения в коэффициенте уклона Ирибарреном, при этом коэффициент уклона де Кастро Паскуаля-Брионеса включает только член плотности. [48] [40] Для склонов волноломов круче 1:2 формулы Хадсона и Ирибаррена дают схожие результаты, но для более пологих склонов формула Хадсона неточна и указывает на то, что устойчивость становится бесконечной, что неверно. [17] Формула Хадсона основывалась на соотношении между высотой волны и углом уклона, , в то время как Ирибаррен продемонстрировал, что соотношение верно для пологих склонов. [11]
Ирибаррен представил свою последнюю публикацию по этой теме для обсуждения на конференции PIANC 1965 года в Стокгольме , однако Хадсон не присутствовал на этой конференции, и, следовательно, публичного обсуждения между авторами не было. Современное проектирование опирается на формулу Ван дер Меера или похожие варианты. [49] Несмотря на демонстрацию Ирибарреном ее недостатков, формула Хадсона продолжала широко использоваться в своей первоначальной итерации 1959 года до 1970-х годов. Модифицированная версия формулы Хадсона по-прежнему широко используется для бетонных элементов волнолома, но для конструкций из каменной брони она действительна только для ситуаций с проницаемым ядром и крутыми волнами. Также невозможно оценить степень повреждения волнолома во время шторма с помощью формулы Хадсона. [50] [17] [48]
Ирибаррен получил международное признание в качестве председателя испанской делегации в PIANC, и в дополнение к своему выступлению на мероприятии 1965 года он представил свою исследовательскую работу на международных конгрессах PIANC в Лиссабоне , Риме и Лондоне (конгрессы XVII-XIX). Начиная с конца 1940-х годов, он был приглашен в Соединенные Штаты инженерными школами Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского технологического института , где он прочитал несколько лекций. [21]
Он представил свои исследования Совету по эрозии пляжей Инженерного корпуса армии США , органу, который впоследствии организовал перевод и публикацию большей части исследовательской работы, которую Ирибаррен провел вместе со своим давним соавтором и коллегой, испанским инженером Касто Ногалесом и Олано (1908-1985) , [51] [52] с которым Ирибаррен также сотрудничал над двухтомным инженерным учебником под названием « Морские сооружения: волны и дамбы» (исп. Obras maritimas: Oleaje y diques ) , который был впервые опубликован в 1954 году, а второе издание вышло в 1964 году. [39] [38] [36]
Ирибаррен женился на Марии Ириарт, гражданке Франции, в 1939 году. [21] Он был старшим из трех братьев, [21] один из которых, Луис Ирибаррен Каванильес (19 февраля 1902 г. — 4 мая 1984 г.), был дантистом , который был менеджером национальной сборной Испании по футболу в четырех матчах между 1953 и 1954 годами и играл в футбол за Real Unión и Real Sociedad Gimnástica Española . [53] Его второй брат, Хосе Ирибаррен Каванильес, был муниципальным архитектором в Ируне. [6] [54] [55]
В феврале 1967 года Ирибаррен погиб в результате пожара во время вождения Fiat 1500 на главной автомагистрали Валенсия -Мадрид, недалеко от Вальекаса . [1] [4] [56] Для его опознания использовались именные часы, подаренные ему федерацией рыбаков Гипускоа. [8]
У Ирибаррена был в высшей степени теоретический подход, основанный на детальном наблюдении и подкрепленный экспериментом, [41] и его работа продолжает лежать в основе нескольких методов проектирования прибрежной инженерии. [18] [57] Его выводы были дополнительно развиты современными исследованиями, [58] [59] включая современные методы проектирования, такие как формула Ван дер Меера , которая расширяет методы Ирибаррена, включая допуск на нерегулярные волны и влияние продолжительности шторма . [17] [18] [10]
Он был удостоен чести быть награжденным правительствами Испании и Франции гражданским орденом Альфонсо X Мудрого в 1959 году, орденом «За гражданские заслуги » , кавалером ордена Почетного легиона и был избран членом Военно -морской школы . [21] [22] Он был назван приемным сыном Хондаррибии за его работу на волнорезе Бидасоа и связанные с этим работы по подпитке пляжа там. [60] [7]
Бронзовый бюст Ирибаррена работы испанского скульптора Хосе Переса Переса «Пересехо» стоит на месте работ Бидасоа, возведенных там в 1969 году. [61] Бюст Ирибаррена также выставлен в Центре исследований и экспериментов. Здание Obras Públicas в Мадриде. [22] Улица в Ируне ( Рамон Ирибаррен Калеа ) и набережная в Хондаррибии ( Рамон Ирибаррен Пасеалекуа Ибилбидеа ) названы в честь Ирибаррена. [28] В 2017 году в Инженерном институте Испании ( Instituto de la Ingeniería de España, IIE ) прошла конференция, посвященная пятидесятой годовщине кончины Ирибаррена. [62]