Диссертация (1151746), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Схемы компоновки донных порогов:а) – система порогов, фиксирующая песчаное русло,б) – система порогов, фиксирующая поток у правого неразмываемого берега30Отлагающимися наносами возможно занесение второстепенных рукавов русла, что будет способствовать сосредоточению расходов воды в главном рукаве. Влюбом случае результаты таких мер должны прогнозироваться либо расчетом, либоисследованием на размываемых моделях.Рисунок 1.4.
Схема использования регуляционных шпор для защиты бесплотинного водозабора от наносов:1 – водозаборный регулятор, 2 – склон речной долины,3 – регуляционные шпоры, 4 – главный рукав руслаОтдельным вопросом стоит регулирование наносного режима в бьефах речных гидроузлов, где необходимо решить две задачи: 1) снизить интенсивность заиления водохранилищ и прудов, 2) стабилизировать русло в нижнем бьефе, т.е. оптимизировать неизбежные следствия общего размыва русла – его блуждание и понижение отметок дна (соответственно, и уровней воды) [59, 161].1.3.3.
Регулирование морфометрических параметровРегулирование морфометрических параметров рек осуществляется следующими способами: расчисткой, выправлением, укреплением, спрямлением, углублением, созданием искусственных водных объектов, обвалованием, отсечением, обустройством [62, 96, 110, 160].Последствия заиления водохранилищ и малых рек преимущественно отрицательные и главное из них – сокращение регулирующей емкости. Регулированиемморфометрических параметров возможно добиться уменьшения заиления следующими действиями:31- противоэрозионными работами в бассейнах рек, причем в первую очередьвыявляются основные очаги эрозии, с которых и начинаются работы;- при выборе режима работы водохранилища следует учитывать влияние режима уровней на отложение наносов и переработку берегов;- при эксплуатации русловых водохранилищ следует использовать промывнойэффект паводков (регулируемый промыв);- в условиях образования донного плотностного потока в составе гидроузловследует устраивать донные отверстия и принимать другие необходимые меры длясброса этим потоком наносов в нижний бьеф;- при благоприятных условиях целесообразно устраивать наливные (вне русла)водохранилища, наполняемые через каналы;- в ряде случаев при промыве можно применять землеройную технику (длярыхления отложений);- пруды и водоемы периодически очищать с помощью земснарядов или экскаваторов.Из приведенного, возможно, неполного перечня, заслуживает внимания способ формирования донного плотностного течения, с пропуском через водосбросныесооружения, особенностью которого является то, что борьба ведется не с уже отложившимися в водоеме наносами, а на стадии их продвижения к подпорному сооружению, т.е.
до их осаждения [58, 86, 172].Оптимизация общего размыва русла в нижнем бьефе обосновывается хозяйственной и экологической необходимостью. Существует несколько приемов регулирования процесса, позволяющих сократить величину и интенсивность пониженияуровней воды. В зависимости от конкретных условий, могут применяться следующие [173, 178]:- снижение уровня воды в верхнем бьефе для транспортирования через водосбросные отверстия необходимого количества донных наносов;- включение в отводящее речное русло стариц, что позволяет уменьшитьуклон разделением потока на несколько русел;32- устройство на участке реки искусственного русла, прокладываемого в связных или скальных грунтах, которые будут служить базисом эрозии, что ограничитобщий размыв выше него (здесь следует учитывать донную и береговую эрозиюниже такого искусственного базиса эрозии);- строительство донных порогов в качестве искусственного базиса эрозии (пороги могут быть из железобетонных и стальных шпунтин, в определенных условиях,они могут быть каменные, криволинейные, симметричные или несимметричные, обращенные выпуклостью против течения или по течению).1.3.4.
Особенности расчистки малых рекРасчистка заиленных русел малых и средних рек требует своего обоснованияпо следующим позициям: необходимость; параметры расчистки (ширина, глубина,продольный профиль, форма русла); оценка последствий; технология расчистки;выбор мест складирования грунта [84, 85, 107].Расчистка механизмами – дорогое мероприятие, а складирование грунтов напойме практически исключает ее из сельскохозяйственного использования.
Это заставляет допускать расчистку лишь в частных случаях: для увеличения пропускнойспособности русла у населенных пунктов; для увеличения дренирующей способности русла в случае угрозы заболачивания и засоления прилегающих продуктивныхземель; в комплексе защитных и восстановительных мероприятий при ликвидацииугрозы вторичного загрязнения [144].В идеальном случае расчисткой требуется только восстановить рельеф прежнего речного русла, не допуская переуглубления и расширения. Опыт экспертнойоценки проектов расчистки русел рек в Ростовской области показывает, что дажепри выполнении большого объема инженерно-геологических изысканий в руслах изсвязных грунтов довольно сложно с достаточной точностью определить границумежду грунтами эрозийного вреза и наносами, осевшими на дне русла.
Это объясняется тем, что наряду с почвогрунтами, поступающими с распаханных территорий, врусле отлагались и суглинистые грунты периодически размываемых глухих запруд.На геологических поперечниках сложность аллювиальных отложений четко прослеживается. Следует отметить, что русловые скважины, по которым составляется33продольный профиль, необходимо располагать на характерных участках плесов иперекатов, которые распознаются при совместном рассмотрении плана русла и построенного по топографическим материалам продольного профиля [34, 107].Параметры расчистки должны в половодье обеспечивать размывающую среднюю скорость при расходе воды в пределах пойменных бровок. Эта скорость определяется физико-механическими характеристиками грунтов и глубиной потока, которую, необходимо определить.Для вычисления размывающей скорости существует большое количествоформул, подробный обзор которых дан у Ц.Е.
Мирцхулавы [104] и В.С. Лапшенкова[80]. Учитывая, что многими авторами переход от неразмывающей скорости к размывающей осуществляется по опытным данным В.Н. Гончарова [53] (√2),то это количество может быть расширено за счет формул для допускаемой на размыв скорости [7]. Наиболее соответствующей условиям потока в связных грунтахявляется формула Ц.Е.
Мирцхулавы [104].При наличии материалов измерений скорости и расходов воды в период половодья, размывающая скорость определяется по формуле А.М. Черкасова [цит. по107]. Эта формула удобна тем, что необходимую глубину потока, соответствующую, размывающей скорости при известном уклоне, можно определить, непосредственно не прибегая к последовательным приближениям.Средняя глубина потока, соответствующая при известном уклоне размывающей скорости, определяется из формулы Шези:,,,где v1 – характеристика размываемости грунтов (гидравлическая характеристика грунтов), численно равная скорости или глубине 1 м.Если уклон на участке реки искажен подпором уровней, то расчетное значениеглубины будет превышать реально возможные глубины для малых и средних рек, ина участке требуется изменение уклона.
Возможность этого изменения обосновывается анализом продольного профиля реки как выше, так и ниже рассматриваемого34участка (принимается уклон водной поверхности в бытовом состоянии на смежныхучастках).Организовать расчистку малых рек механизированным способом разработкидонных отложений в большинстве случаев достаточно проблематично из-за зарастания берегов древесно-кустарниковой растительностью, сравнительно большой ихширины (20 м и более) и плохих условий прибрежной зоны для работы механизмов.В России накоплен достаточный опыт проведения работ по расчистке и дноуглублению малых рек средствами гидромеханизации с проведением комплекса водоохранных мероприятий, направленных на улучшение водного режима и экологической обстановки водного объекта в целом. Расчистка малых рек средствами гидромеханизации сопряжена с природными трудностями – в основном это донные отложения, представленные тяжелыми грунтами, заросшие водной растительностью икамышом [75].Русла малых рек расчищают одновременно с проведением комплекса водоохранных мероприятий в прибрежной полосе, что существенно улучшает водныйрежим и экологию малых рек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
