Диссертация (1151675), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Кроме того, низкий технический уровень и невысокая эксплуатационная надёжность оросительных систем способствуют большим её потерямот фильтрации, заиления и зарастания русел, а также подъёму уровня грунтовыхвод. Характерен пример Ставропольского края, где практически вся водопроводящая сеть Кубань − Егорлыкской оросительно-обводнительной системы с площадью 2 322 тыс. га, включающая магистральный Невинномысский канал, введённый в эксплуатацию с 1948 г., межхозяйственные и внутрихозяйственные водопроводящие каналы, выполнена в земляном русле [243].Из общей протяжённости межхозяйственных магистральных водопроводящих каналов Ростовской области – 7989,90 км, всего в облицовках построено774,60 км каналов (в том числе в бетоне – 78,70 км, железобетонных лотках –153,10 км, в трубах – 542,80 км), или около 10 % их общей протяжённости.
За 5223года эксплуатации данного комплекса межхозяйственные сети пришли в полныйупадок по причинам, перечисленным выше [297].Площадь орошаемых земель ЮФО и СКФО составляет 2,01 млн га. Начиная с 1989 г. темпы реконструкции и переустройства оросительных систем югаРФ, как и в целом по стране, резко снизились. Только в Ростовской области количество орошаемых земель уменьшилось с 13,0 тыс. га в год [57] до 9,6 тыс. га вгод, по состоянию на 1986 − 1990 гг.; до 6,6 тыс.
га − в 1991 г.; 2,1 тыс. га − в 1992г.; 1,6 тыс. га − в 1993 г. и около 1,0 тыс. га − в 1994 г. В результате этого на данном этапе большинство показателей технического состояния оросительных систем, в лучшем случае, остались на уровне 1989 − 1990 г.г. [213].Мировой опыт свидетельствует, что на 1 га орошаемой площади требуетсяот 20 до 35 км протяжённости водопроводящей оросительной лотковой сети.Подсчёты показывают, что в ЮФО и СКФО необходимо иметь протяжённостьводопроводящей оросительной лотковой сети от 44 до 77 тыс. км [83]. Как видим,протяжённость лотковой сети в ЮФО и СКФО меньше необходимой в 25 раз, таккак существующая сеть имеет протяжённость всего 1,80 тыс.
км.Учитывая, что на юге РФ строительство оросительных систем в крупныхмасштабах начиналось в бассейнах рек Дон, Кубань, Терек и других водных источниках Ростовской области и Ставропольского края, эти субъекты раньше, посравнению с другими субъектам юга РФ, подошли к проблеме старения, износа инеобходимости повышения технического уровня сооружений мелиоративного водохозяйственного комплекса.Срок эксплуатации многих систем орошения рассчитывался на 50 лет именее, и их состояние требует проведения капитального ремонта, реконструкцииили восстановления. Для продления срока службы функционирующих оросительных систем следует разработать необходимые мероприятия по ликвидации и предотвращению аварийных ситуаций, а также усовершенствовать расчётные зависимости, применяемые при проектировании конструктивных элементов водопроводящих сооружений.24В условиях недостаточности финансирования инвестиции, прежде всего,направляются на выполнение мероприятий, обеспечивающих жизнеспособностьоросительной системы (осуществление забора, транспортировки и подачи воды)[83].
Однако средняя стоимость строительства 1 км оросительного лоткового железобетонного водопроводящего канала на данный момент времени составляетболее 500 тыс. руб.; зная фактическую протяжённость лотковой сети (равную 1,80тыс. км), можно посчитать примерную сумму, необходимую для замены существующей оросительной лотковой сети в ЮФО и СКФО, равную 900 млн руб.Столь большой суммы денежных средств бюджет страны на сегодняшнем этапепроведения реформ сельского хозяйства в РФ предусмотреть не может.Таким образом, остаются проблемы эксплуатации существенно изношенного мелиоративного фонда и прежде всего, максимально представленных вструктуре оросительных систем водопроводящих сооружений.
Существует необходимость создания методики надзора за техническим состоянием водопроводящих сооружений, а также оценки степени их разрушения. Требуется решить проблему своевременного выявления опасных неисправностей и прогнозированиятехнического состояния водопроводящих сооружений. Возникает потребность впоиске новых современных методов определения остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений для определения приоритетов мероприятий их технической эксплуатации.
Изучение указанных вопросов выполнялось всоставе научно-исследовательских работ, выполненных автором, результаты которых представлены в настоящей диссертации.Этого можно добиться:− путём применения неразрушающих методов контроля за состоянием водопроводящих сооружений, выполненных как из железобетона, стали, так и вземляном русле;− использования современных строительных материалов, повышающихпрочность и долговечность существующих водопроводящих сооружений;− проведения выборочной проверки и замены конструктивных элементовводопроводящих сооружений, износ которых достиг предела работоспособности.25Следовательно, приоритетной задачей мелиоративной науки и практикинастоящего времени становится создание и использование совокупности плановопредупредительных мероприятий эксплуатации, отвечающих современным требованиям инновационного развития мелиоративного фонда.1.2 Анализ технических характеристик водопроводящих сооруженийоросительных систем, влияющих на срок их работоспособностиКак отмечалось выше, к основным водопроводящим сооружениям оросительных систем относятся каналы, лотки, гидротехнические туннели, дюкеры, акведуки, ливнеотводящие сооружения и прочие сооружения.Основную нагрузку в функционировании оросительной сети выполняютводопроводящие каналы.
Водопроводящими каналами называют открытые искусственные русла, обеспечивающие подачу воды для орошения и обводнения земель, водоснабжения, гидроэлектростанций и лесосплава, удаление воды приосушении территории и сброс паводковых вод из водохранилищ (рисунок 1.2). Похозяйственному назначению водопроводящие каналы подразделяют на оросительные (магистральные, межхозяйственные и внутрихозяйственные), осушительные (коллекторы и водоприёмники), водопроводные (для водоснабжения),обводнительные, судоходные, энергетические, рыбоводные и лесосплавные.Большинство каналов используют комплексно, например, для орошения, водоснабжения, обводнения и судоходства; на сосредоточенных перепадах по трассеканала иногда экономически целесообразно устраивать гидроэлектростанции.Так,каналимениМосквыявляетсясудоходно-обводнительно-водоснабженческим; канал Фархадской ГЭС является в одно и тоже время оросительным; на Невинномысском и Большом Ставропольском каналах, служащих восновном для орошения и обводнения, перепадные участки использованы дляустройства гидроэлектростанций.26Рисунок 1.2 – Большой Ставропольский магистральный каналНазначение канала отражается на его пропускной способности, размерах,уклоне, поперечном сечении, скоростях течения и глубине наполнения [149].Обычно каналы имеют большую пропускную способность (за исключением внутрисистемных оросительных и осушительных каналов).
Например, головной расход Большого Ставропольского − 180 м3/с, Каракумского − 820 м3/с, Днепр –Донбасс − 120 м3/с, Волга − Уводь − 88 м3/с.Протяжённость каналов колеблется от нескольких десятков метров до сотен километров [214]. Волго-Донской канал имеет длину 101 км, канал имениМосквы − 128 км, Северский Донец – Донбасс − 125 км, Терско-Кумский −150 км.Проектирование строительства водопроводящего канала определяется целями его назначения, а также топографическими, инженерно-геологическими иландшафтными особенностями. Проект канала должен обходить участки подверженные риску образования оползней в результате фильтрации из канала и подня-27тия уровня грунтовых вод, также потому, что укрепление таких склонов связано сбольшими затратами средств и инженерными трудностями [292].Канал на устойчивом склоне может быть выполнен полностью в выемкелибо иметь одну сторону в виде земляной дамбы или бетонной стенки; последняяцелесообразна по экономическим соображениям.
При трассировании канала поскальному склону нужно предусматривать оградительные защитные стенки надканалом со стороны вышерасположенного склона для защиты его от камней, осыпей и продуктов выветривания.Если по инженерно-геологическим условиям устройство открытого каналана склоне невозможно, то предусматривают проходку туннеля; при экономическом сопоставлении открытого канала с туннелем в отдельных случаях предпочтение может быть отдано последнему [296].
Водопроводящие каналы трассируютс достаточно большими допустимыми уклонами. Вдоль каналов питьевого водоснабжения обязательно предусматривают охранную санитарную зону.Форма канала определяется его назначением, способом сооружения, общих ландшафтных, инженерно-географических и прочих условий на пути строительства, а также необходимой пропускной способностью, режимом работы истроительными материалами.
Необходимая расчётная скорость течения воды определяет пропускную способность канала. Минимальную скорость в канале назначают из условий его не заиления и не зарастания и из условий обеспечениязимней эксплуатации. Наибольшую скорость назначают из условий эксплуатации,но не более допустимых не размывающих скоростей для необлицованных водопроводящих каналов. Большие скорости на магистральных каналах могут приводить к потере возможностей управления частью орошаемых площадей [78].При различных геологических и топографических условиях по трассе канала на его отдельных участках могут быть выбраны различные поперечные сечения.В нескальных грунтах наиболее выгодно проходить канал в полувыемке полунасыпи с трапецеидальным или полигональным сечением.
Иногда из условийпроизводства работ сечение приближают к параболическому профилю естествен-28ного русла (рисунок 1.2). В этом случае для уменьшения высоты дамб целесообразно проектировать более широкий и менее глубокий канал, что однако ухудшает условия его работы в зимнее время. Согласно данным [183, 184], в зимнее время ледяной покров уменьшает пропускную способность канала при том же наполнении на 7 − 12 %.На участках канала, проходящих полностью в выемке через каждые 5 − 8 мпо высоте предусматривают непроезжие бермы шириной не менее 1 м. Обычно изусловий производства работ ширину берм назначают до 3 м.
Вдоль берм устраивают кюветы для сбора ливневых вод.Каналы иногда проектируют и полностью в насыпи, что обычно являетсяневыгодным решением, поскольку в этом случае необходимо предусматриватьливнеотводящие сооружения для пропуска паводковых вод с водосбора, примыкающего к дамбам канала.Верх бермы или дамбы размещают на высоте 0,2 − 2 м над максимальнымуровнем воды в канале в зависимости от пропускной способности, колебанийуровней, волнообразования и других эксплуатационных особенностей канала.Ширину дамб поверху назначают до 4 м. С одной из сторон канала размещаютинспекторскую дорогу шириной не менее 7 м. Кавальеры грунта размещают израсчёта, чтобы их вес не оказывал влияния на устойчивость откосов канала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
